La question posée dimanche aux Catalans est : "Voulez-vous que la Catalogne soit un Etat indépendant sous forme de République?"
En théorie, en vertu de la loi votée le 6 septembre par la majorité séparatiste au parlement catalan, l'indépendance doit être proclamée dans les 48 heures suivant une victoire du "oui".
Mais on ignorait dimanche si les autorités catalanes le feraient compte tenu des perturbations dans le déroulement de la consultation.
Le recensement des personnes habilitées à voter inclut "les électeurs résidents en Catalogne et les résidents à l'extérieur", soit 5,3 millions de personnes.
712 des 948 municipalités catalanes avaient accepté de participer au scrutin.
Les forces de l'ordre ont pénétré de force dimanche dans des bureaux de vote pour saisir urnes et matériel électoral.
Le gouvernement espagnol a demandé aux autorités indépendantistes de mettre fin à la "farce" du référendum, déclaré anticonstitutionnel par la justice.
La police a tiré des balles en caoutchouc sur les manifestants, selon des témoins. Le ministère de l'Intérieur a quant à lui diffusé des vidéos montrant des contestataires lançant des pierres sur les policiers.
Le président indépendantiste catalan Carles Puigdemont a dénoncé la "violence injustifiée" de la police nationale.
Au moins 92 personnes ont été blessées dimanche dans des heurts avec les policiers, d'après les services de santé.
Dix mille membres des forces de l'ordre ont été envoyés en renfort en Catalogne par Madrid, selon le journal El Pais.
Avant même le début du référendum, la police avait multiplié les perquisitions, saisi des millions de bulletins de vote, fermé des sites internet, mis sous scellé environ la moitié des 2.300 bureaux de vote, etc.
La Garde civile est intervenue samedi au centre de télécommunications du gouvernement catalan, coupant les connexions avec les bureaux de vote et les systèmes informatiques de comptage des voix.
Des milliers de Catalans se sont malgré tout massés dès l'aube devant les bureaux de vote.
Grande comme la Belgique, la Catalogne fait partie avec Madrid des deux régions les plus riches d'Espagne, elle-même quatrième économie de la zone euro.
Ce territoire ayant une langue et une culture propres, bordé par la Méditerranée et les Pyrénées, représente 6,3% de la superficie de l'Espagne, 16% de la population et un cinquième du PIB.
La Catalogne accueille industries de pointe et centres de recherche.
Elle fournit un quart des exportations de l'Espagne et connaît un taux de chômage de 13,2%, quatre points de moins que la moyenne nationale.
Terre des peintres Salvador Dali et Joan Miro ou de l'architecte Antoni Gaudi, la Catalogne est la première région touristique d'Espagne.
En sport, Barcelone est la seule ville espagnole à avoir accueilli les jeux Olympiques d'été, en 1992, et le FC Barcelone est le deuxième club le plus titré du pays.
La Catalogne est néanmoins l'une des régions espagnoles les plus endettées avec une dette publique égale à 35,2% de son PIB. La région dénonce la répartition inéquitable des deniers publics en Espagne, responsable de son asphyxie financière, ce que Madrid conteste.
Berceau de l'anarchisme en Espagne, la Catalogne a souvent eu des relations complexes avec le pouvoir central.
Le dictateur Francisco Franco avait retiré ses compétences et infligé une dure répression à ce fief de ses ennemis Républicains, interdisant aussi l'usage officiel du catalan.
Aujourd'hui, la Catalogne dispose de très larges prérogatives en tant que "communauté autonome historique", comme le Pays basque (nord), la Galice (nord-ouest) et l'Andalousie (sud).
Dans une Espagne très décentralisée, elle doit respecter la Constitution, mais administre directement la santé et l'éducation et a sa propre police -les "Mossos d'Esquadra"-, également soumise au pouvoir central.
A partir de 2003, la Catalogne obtient un renforcement de ses compétences. L'annulation partielle de ce "statut" par la Cour constitutionnelle en 2010, alimentera, comme la crise économique, le sentiment indépendantiste.