Scott Ludlam, 46, som är vice ledare för Australian De gröna partiet, gjorde tillkännagivandet i ett Facebook-inlägg.
Han sade att han hade hanterat psykiska hälsoproblem "ett tag".
"Jag kommer att återgå till arbetet så snart jag kan ge engagemanget arbetet krav," Senator Ludlam skrev.
"Jag är lyckligt lottad att få den allra bästa vård från mina vänner och familj, och min hälso-och sjukvårdspersonal," tillade han.
Siffror från hela Australiens politik önskade Ludlam lycka till i sociala medier och prisade hans ärlighet.
"Viskar min kära vän och kollega @SenatorLudlam allt det bästa för en snabb återhämtning. Vi älskar dig Scott, "Australiska De gröna chef Richard Di Natale tweeted.
Western Australia Labor Leader Mark McGowan skrev: "Tänker på dig @SenatorLudlam. En modig sak att göra idag. Alla WA-parlamentariker önskar er det allra bästa. MM."
När nyheterna spreds på Twitter talade många australier om sin respekt för De grönas ledare, vilket tyder på att hans öppenhet skulle hjälpa andra som kämpar för psykisk hälsa.
Under hans frånvaro kommer senator Ludlam att erbjudas ett "par" i den australiska senaten. Detta innebär att en enda omröstning på den motsatta sidan av debatterna kommer att ställas in så länge han är ledig.
Ludlam är en populär person bland unga vänsterflygare i Australien, och har talat om integritetsfrågor online. År 2015 brännmärkte han den australiska regeringens nya nationella säkerhetslagstiftning en integritetsintrång, och gav en lista över sätt för människor att kringgå lagar lagring av uppgifter.
Senatorn sade att hans arbete för västra Australien - vilket inkluderar kommunikation, internationell hjälp, försvar, utrikespolitik och kärnteknik sfärer - skulle hanteras av "senate kollegor" och "teamet på mitt kontor".
Enligt Sydney Morning Herald har ett stort antal australiska parlamentsledamöter medgett privat att de kämpar för att klara av alkoholism, känslor av isolering och stress från äktenskapsbrott eller skandaler.
Warren Entsch, en liberal partiledare och före detta parlamentsledamot, berättade för Herald att han var kvar i "absoluta helvetet" redan 1999 när oppositionen Labourpartiet förföljde honom över ett försvarskontrakt de sa var dumhet.
"Jag var sjuk. Jag var förkrossad. Jag var tvungen att åka till Canberra sjukhus för bröstsmärtor. Det fanns ett par dagar där jag inte kunde kliva av soffan på mitt kontor, "sade han.
"Jag känner alltid för någon som blir slagen av media - det man går igenom ur ett psykiskt hälsoperspektiv är helt intensivt."
Tidigare MP Doctor Malcolm Washer, en kvalificerad GP som var känd som "doktorn i huset", har hävdat att det finns en "betydande" mängd depression bland australiska politiker, tillägger att jobbet är "mycket isolerande".
Han har beräknat att omkring 20 procent av de personer som arbetar i parlamentet tar antidepressiva medel, och många fler tar sömntabletter.
Ludlam är inte den första ledande ledaren som går ut med sin depression. Tidigare Liberal MP Andrew Robb tog ledigt i sex månader 2010 för att ta itu med tillståndet, och är nu en passionerad förespråkare för psykisk hälsa.
Scott Ludlam är en av ett antal högprofilerade figurer som har talat om sina mentala hälsoproblem under de senaste dagarna.
Singer Zayn Malik, en före detta medlem av det vilt framgångsrika pojkbandet One Direction, har talat om sin kamp med "extrem ångest", säger: "Anxiity är något som människor inte nödvändigtvis vill annonsera eftersom det ses, på ett sätt, som en svaghet."
23-åringen sa att han hade dragit sig ur flera liveföreställningar tidigare i år på grund av psykisk hälsa.
Varför kämpar popstjärnor med ångest?
Ångest "ses som svaghet", säger Malik
"Så gjorde jag": Orden som hjälpte en mamma genom postnatal depression
"Jag talar om det så att folk förstår att det inte spelar någon roll vilken grad av framgång du har, var du kommer ifrån, vem du är, vilket kön du är, vad du gör - du kan fortfarande uppleva dessa saker," Mr Malik berättade ES tidningen.
En annan världsberömd sångare, Adele, delade med sig av sina erfarenheter av postnatal depression efter sin son Angelos födelse.
Hon berättade för Vanity Fair att medan hon "älskar sin son mer än något annat", kände hon ibland att hon hade tagit "det värsta beslutet" i sitt liv när hon kämpade för att anpassa sig till moderskapet.
Hon berättade för tidningen att ett genombrott kom när hon öppnade sig och erkände: "En dag sa jag till en vän: "Jag hatar det här", och hon bara brast i tårar och sa: "Jag hatar det också."
En australiensisk senator har översvämmats av stöd efter att ha meddelat att han tar tjänstledigt för att behandla depression och ångest.