Landet sällar sig därmed till de fåtal av världens länder som tillåter personer att själva ändra sin könsidentitet på sina identitetshandlingar.
Under torsdagen godkände den spanska senaten även ytterligare en lag som tillåter kvinnor med kraftiga menssmärtor att få betald ledighet under de dagar smärtorna pågår.
Även i Japan, Indonesien och Zambia har kvinnor med svåra menssmärtor rätt till betald ledighet.
"Det här är en historisk dag för feminismens framsteg", twittrade landets jämställdhetsminister Irene Montero inför omröstningen i senaten.