Obama, un cristiano protestante que defiende el derecho al aborto y la investigación con células madre, estrechó calurosamente la mano de Benedicto XVI y agradeció al pontífice el "gran honor" de recibirlo en la Santa Sede.
Los dignatarios posaron dos veces para los fotógrafos con una amplia sonrisa antes de sentarse frente a frente en el escritorio papal dentro de una habitación del Vaticano para dialogar en privado.
Obama se reunió primero en el Palacio Apostólico con el número dos del Vaticano, el secretario de Estado, Tarcisio Bertone, informó la agencia de noticias ANSA.
El presidente llegó al Vaticano en una caravana de vehículos, y fue saludado a su arribo por un grupo de guardias suizos.
Camino a la Santa Sede, Obama agitó la mano para saludar desde su auto a cientos de personas paradas a ambos lados de la amplia avenida que conduce al Vaticano.
El presidente y el Papa ya hablaron por teléfono en algunas ocasiones, pero el de hoy fue su primer encuentro cara a cara.
La Casa Blanca y el Vaticano dijeron que Obama y Benedicto tenían previsto hablar de numerosos temas, incluyendo Medio Oriente, pobreza, aborto y células madre.
Los dignatarios coinciden en la necesidad de combatir la pobreza y buscar la paz mundial, pero difieren en cuanto al aborto y la investigación con células embrionarias.
Obama llegó al Vaticano tras participar de su primera cumbre del G8, que duró tres días y se celebró en la ciudad italiana de L'Aquila.
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