Ils ont déclaré avoir dissous la constitution, suspendu toutes les institutions et fermé les frontières du pays.
Le président du Niger, Mohamed Bazoum, est détenu par les troupes de la garde présidentielle depuis le début de la journée de mercredi.
Le secrétaire d'État américain, Antony Blinken, lui a promis le « soutien indéfectible » de Washington lors d'un appel téléphonique.
Le secrétaire général des Nations Onies, Antonio Guterres, a également affirmé qu'il avait parlé au président et qu'il avait offert le soutien total de l'ONU à ce pays riche en uranium.
M. Bazoum est un allié occidental clé dans la lutte contre le militantisme islamiste en Afrique de l'Ouest.
Deux pays voisins, le Mali et le Burkina Faso, ont connu des coups d'État déclenchés par des soulèvements djihadistes ces dernières années.
Dans ces deux pays, les nouveaux chefs militaires se sont brouillés avec la France, l'ancienne puissance coloniale, qui dirigeait également le Niger, un vaste pays aride situé à la lisière du Sahara et l'une des nations les plus pauvres du monde.
La localisation de M. Bazoum n'est pas claire, mais dans une publication sur Twitter jeudi matin, il a déclaré que les « acquis durement gagnés seront sauvegardés » et que les Nigériens qui aiment la démocratie y veilleront.
Le ministre des Affaires étrangères Hassoumi Massoudou s'est autoproclamé chef de l'Etat et a appelé tous les démocrates à « faire échouer cette aventure ».
Dans l'annonce télévisée de mercredi, le colonel Amadou Abdramane, entouré de neuf autres soldats en uniforme, a déclaré : « Nous, les forces de défense et de sécurité... avons décidé de mettre fin au régime que vous connaissez ».
« Cette décision fait suite à la détérioration continue de la situation sécuritaire et à la mauvaise gouvernance économique et sociale », a-t-il justifié.
Il a également précisé que toutes les institutions du pays avaient été suspendues et que les responsables des ministères s'occuperaient des affaires courantes.
« Tous les partenaires extérieurs sont priés de ne pas interférer », a-t-il poursuivi. « Les frontières terrestres et aériennes sont fermées jusqu'à ce que la situation soit stabilisée ».
Il a ajouté qu'un couvre-feu nocturne prendrait effet de 22h00 à 05h00 heure locale jusqu'à nouvel ordre.
