I dekretet, som er publisert på Kremls hjemmeside, står at Russland anerkjenner «Republikken Krim, der byen Sevastopol har en egen status, som en suveren og uavhengig stat.»
Russiske myndigheter sier at Putin skrev under dekretet mandag og at det trer i kraft umiddelbart.
I dekretet heter det at anerkjennelsen er basert på «viljen til folket på Krim».
Skal tale tirsdag
Søndag ble det avholdt folkeavstemning på Krim, der 95,5 prosent av dem som avla stemme stemte for at Krim skulle bli en del av Russland.
Mandag erklærte halvøya selvstendighet og varslet en søknad om å bli del av den russiske føderasjon.
- Les også;
Putin skal tirsdag holde en tale om Krim i en spesialsesjon i det russiske parlamentet.