Астрофизик, специалист в области астрометрии и динамики малых тел Солнечной системы Н. С. Черных родился 1 ноября 1931 года в г. Усмани Центрально-Черноземной (ныне Липецкой) области в семье рабочего-механика. В 1941 году семья переехала в с. Шерагул Тулунского района Иркутской области.

По окончании школы Николай Черных был призван в армию, затем учился на физико-математическом факультете Иркутского педагогического института (1954-1959), в аспирантуре Института теоретической астрономии АН СССР (1961-1965). Доктор физико-математических наук (1999).

Еще студентом  женился на своей однокурснице, всю последующую жизнь Николай Степанович и его жена Людмила Ивановна, также известный астрофизик, работали вместе.

В 1958 году Н. С. Черных стал сотрудником Иркутской лаборатории времени и частоты ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений, вёл астрометрические наблюдения звёзд. В сентябре 1963 года он был направлен на работу в Крымскую астрофизическую обсерваторию (КрАО). Вскоре  супруги Черных в Институте теоретической астрономии основали Крымскую группу для наблюдений малых планет (астероидов) в КрАО (1964). Руководителем была назначена Людмила Ивановна, а научное и методическое руководство осуществлял Николай Степанович.

В течение многих лет по количеству наблюдений малых планет Крымская группа была мировым лидером. Н. С. Черных лично открыл 537 новых планет, а возглавляемая им группа – более 1200. В рейтинге первооткрывателей малых планет, учитывающем деятельность 1459 астрономических организаций и астрономов мира, по состоянию на июль 2014 года ученый занимает 31-е место.

Астероид, открытый Л. И. Черных 27 сентября 1973 года, она назвала именем мужа – «Коля». В честь супружеской пары был назван астероид (2325) «Черных», открытый  чехословацким астрономом А. Мркосом (1979). Одному из открытых им астероидов (1976) Н. С. Черных дал имя «Грачёвка», по названию села Усманского района Липецкой области, в котором родились его отец и мать. А 15 июля 2011 года Международный Астрономический Союз присвоил название «Усманьград» малой планете № 16515, также открытой Н. С. Черных.

Он был участником работ по астрометрическому сопровождению далеких космических аппаратов и работ по лазерной локации Луны. Им опубликовано более 200 научных работ. Член Международного астрономического союза, Европейского астрономического и Евро-Азиатского астрономического обществ. Награждён медалями Астрономического совета АН СССР «За обнаружение новых астрономических объектов» (1975, 1977, 1982), почетным знаком Болгарской академии наук (1984). Лауреат международной премии «Славяне» Украинской экологической академии наук (1998).

Умер 26 мая 2004 года.