Bara 28 av kammarens 120 ledamöter röstade för förslaget som premiärminister Albin Kurtis regering hade lagt fram, och även flera ledande personer i det styrande partiet Vetëvendosje (Självbestämmande) röstade nej.
– Den enda acceptabla sortens äktenskap är mellan personer av olika kön, säger en av partiets ledamöter, Labinote Demi-Murtezi.
– Alla förbindelser utanför den kombinationen måste anses vara moraliskt degenererat.
EU har tidigare försökt förmå Kosovo att anta förslaget.
– Ett misslyckande att anta det medborgarrättsliga lagförslaget kommer att få allvarliga negativa följder för Kosovos invånare och företag och påverka landets ekonomiska utveckling, varnade EU:s representant i huvudstaden Pristina tidigare i mars.
Kosovo har inte ansökt om medlemskap i EU, men är officiellt klassat som en "potentiell kandidat".