Nikola Karabatic provient d'une famille serbo-croate. Son père, Branko Karabatić, est originaire de Trogir en Croatie, tandis que sa mère, Radmila, surnommée "Lala", est Serbe de la région de Niš. La famille résidait à Poljica, un village proche de Trogir, avant de s'installer à Frontignan dans l'Hérault. Nikola considère la Serbie comme son deuxième pays et a même reçu une invitation de la Fédération serbe de handball pour jouer dans l'équipe nationale de Serbie à la suite de l'affaire des paris.
Son père, ancien handballeur, a évolué en France en deuxième division à l'ASL Robertsau, dans le Nord de Strasbourg, avant de devenir éducateur sportif. Sa mère, en raison de la poursuite de ses études de médecine, ne pouvait initialement rejoindre son mari, et Nikola a donc passé ses premières années à Niš. La famille s'est installée en Alsace en 1988, d'abord à Strasbourg, puis à Colmar en 1990. Plus tard, ils ont déménagé à Frontignan, où Branko est devenu éducateur sportif et entraîneur au Thau Handball, remportant le titre de champion de France nationale 3 et champion outre-mer avec ce club.
Nikola Karabatic a une relation très étroite avec ses parents. Il a partagé des moments privilégiés avec son père, ancien gardien de but et idole de Nikola. La perte de son père en mai 2011 a été un moment difficile, Branko étant emporté par un cancer.
Son frère cadet, Luka, a également joué un rôle significatif dans sa vie. Initialement passionné de tennis, Luka s'est tourné vers le handball pendant le séjour de Nikola en Allemagne. La présence de sa famille, notamment de son frère et de son père en tant qu'entraîneur des gardiens, a été un facteur déterminant pour le choix de Nikola de revenir à Montpellier.
Pendant un certain temps en 2010, Nikola a été en couple avec la Croate Blanka Vlašić, double championne du monde de saut en hauteur. Actuellement, il partage sa vie avec Géraldine Pillet, avec qui il a eu un fils nommé Alek, né le 7 avril 2016, et une fille nommée Nora, née le 6 août 2018.
