Enligt den nya lagstiftningen blir all typ av homosexuell aktivitet straffbar. Det blir till och med olagligt för två homosexuella att över huvud taget träffa varandra.
Den som bryter mot lagen kan straffas med upp till 14 års fängelse.
USA:s utrikesminister John Kerry fördömde lagen i skarpa ordalag, och underströk att den "underminerade demokratiska reformer och skyddet för mänskliga rättigheter".
Lagen begränsar på ett farligt sätt mötes- och yttrandefriheten för alla nigerianer, sa Kerry i ett uttalande.