Il clima di Niš è continentale, con inverni freddi ed estati calde.
La città si trova nel sud-est della Serbia, a 200 metri di quota. In inverno, il terreno rimane innevato per 40 giorni all'anno. Per la sua posizione, nella parte centro-meridionale della penisola balcanica, in inverno è esposta alle ondate di freddo da nord, mentre in estate è soggetta alle ondate di caldo, in cui la temperatura può raggiungere i 40 °C. Ad esempio, nel 1987 la temperatura è scesa fino a -20,3 °C a gennaio e ha raggiunto i 42,3 °C a luglio, mentre nel 2012 è passata da -18 °C a gennaio a 41 °C a luglio. Il record del freddo, -28,9 °C, è stato registrato nel gennaio 1942, mentre il record del caldo, 44,2 °C, è stato registrato nel luglio 2007.
La temperatura media del mese più freddo (gennaio) è di 1,4 °C, quella del mese più caldo (agosto) è di 22,8 °C. Ecco le temperature medie.

Le precipitazioni ammontano a 580 mm all'anno: sono dunque ad un livello intermedio. Nel mese meno piovoso (febbraio) cadono 35 mm di pioggia (o neve), nel più piovoso (maggio) ne cadono 60. Ecco le precipitazioni medie.

In media, si contano circa 2.000 ore di sole all'anno. Il sole non si vede spesso in inverno, mentre in estate brilla per un buon numero di ore. Ecco la media delle ore di sole al giorno.

Quando andare

I periodi migliori per visitare Niš sono le stagioni intermedie, e in particolare i mesi di maggio e settembre. A giugno il tempo è spesso ottimo, ma qualche volta può fare molto caldo, soprattutto nella seconda metà del mese.