L'ancien banquier Gitanas Nauseda, 60 ans, est le grand favori pour remporter un second mandat de cinq ans à la tête du pays de 2,8 millions d'habitants, membre de l'Otan et de l'UE.
La Première ministre Ingrida Simonyte, candidate des conservateurs au pouvoir, n'a obtenu que 20% des voix au premier tour il y a quinze jours.
Aucun sondage n'a été réalisé entre les deux tours.
Le président lituanien dirige la politique de défense et la politique étrangère et assiste aux sommets de l'UE et de l'Otan, mais il doit consulter le gouvernement et le parlement pour nommer les plus hauts responsables.
Gene, une retraité qui a refusé de donner son nom, a voté dimanche pour M. Nauseda.
C'est un décideur courageux, déterminé et cohérent, respecté au sein de l'Union européenne et qui se bat pour la Lituanie.
Gediminas Zilys, un artiste de 53 ans, a choisi, lui, Mme Simonyte, même s'il ne compte pas sur sa victoire.
Les deux candidats s'accordent sur la nécessité d'augmenter les dépenses de défense pour contrer la menace de Moscou.
Selon l'institut Kiel, basé en Allemagne, la Lituanie se classe dans le trio de tête des donateurs à l'Ukraine déchirée par la guerre, en pourcentage du PIB.
Le gouvernement veut notamment utiliser ces fonds pour renforcer l'armée et financer le stationnement sur son territoire d'une brigade allemande.
Berlin prévoie d'achever l'installation d'environ 5.000 soldats en Lituanie d'ici 2027.
Les relations difficiles entre M. Nauseda et les conservateurs au pouvoir ont parfois suscité des débats de politique étrangère, notamment sur les relations avec la Chine.
Les liens entre les deux pays se sont tendus en 2021 lorsque la Lituanie a autorisé Taïwan à ouvrir une ambassade de facto à Vilnius sous son propre nom, s'écartant de la pratique diplomatique courante qui consiste à utiliser le nom de la capitale taïwanaise, Taipei, pour éviter de fâcher la Chine.
Certains responsables politiques lituaniens ont préconisé le rétablissement des relations avec la Chine pour le bien de l'économie.
M. Nauseda a souligné lors la campagne électorale la nécessité de changer le nom de la représentation taïwanaise, tandis que Mme Simonyte s'y oppose.
Mais pour les électeurs lituaniens, les différences personnelles entre les candidats, la politique économique et les droits humains semblent jouer un rôle plus important.
Mme Simonyte bénéficie du soutien des libéraux des grandes villes et des conservateurs traditionnels.
Elle est connue pour son sens de l'humour et écrit ses propres messages sur les réseaux sociaux
M. Nauseda, modéré sur nombre de sujets, s'est imposé comme un promoteur de l'État-providence, avec des opinions conservatrices sur les droits des homosexuels.
Les bureaux de vote fermeront à 17h00 GMT. Aucun sondage de sortie des urnes n'est attendu.