Dokumentet som antagits av ledamöterna ger Krim möjlighet att lagligt bli en del av Ryssland samt att den 16 mars hålla en folkomröstning om sin status.
Röstar invånarna för att Krim ska lämna Ukraina så kommer halvön först att bli en självständig stat och sedan ett ryskt federationssubjekt. Varken Ukraina eller västvärlden accepterar emellertid folkomröstningen som legitim.
Det är uteslutet att Krimhalvön återgår till att tillhöra Ukraina, säger Volodymyr Konstantynov, talman i Krims parlamentet, enligt Interfax.
Alla flyg utom ryska har samtidigt stoppats på Krims flygplats, enligt AFP. Flygplatsen bevakas av beväpnade män i militärkläder och rånarluvor.
