Niels Fredborg hører til blandt de bedste danske baneryttere nogensinde. Hans store force var den meget krævende disciplin 1000 m på tid, hvor han vandt tre verdensmesterskaber. Desuden vandt han i samme disciplin tre olympiske medaljer af forskellig karat ved de Olympiske Lege i henholdsvis Mexico City i 1968 (sølv), München i 1972 (guld) og Montreal i 1976 (bronze).
Til Fredborgs topresultater hører også verdensrekorden sat i Mexico City i 1973 i 1000 meter på tid med 1.04, 49 minut. Fredborg kunne også i sprint, hvor det i 1968 blev til sølv ved VM i Uruguay.
Fredborg kombinerede et enormt talent med flid og ved at kende sig selv, så han toppede på rette tidspunkt, og ved klogt at udnytte alle detaljer med up-to-date materialer.
På 1000 meter kendte han sin egen ydeevne 100 procent, således at han udnyttede sin kraft maksimalt. Han kørte som en velsmurt maskine, men det var hjernen, der styrede maskinen: Ved OL i München 1972 kørte Fredborg på legenes sjette dag et fejlfrit løb og sikrede efter fantastisk kørsel den guldmedalje, der skulle blive Danmarks eneste medalje i München.
Allerede fra hans allerførste start som 15-årig på Århus Cykelbane stod det klart, at der her var tale om et sjældent stort talent. Som 16-årig vandt han både det danske og det nordiske mesterskab i sprint. I 1964 debuterede han i olympisk sammenhæng i tandemdisciplinen sammen med klubkammeraten Per Sarto og de nåede kvartfinalen, hvor de blev slået af de senere italienske guldvindere.
Selvom det var på banen at Niels Fredborg opnåede sine mest meriterende sejre, så var han samtidig en meget alsidig cykelrytter, idet han også formåede at vinde flere sejre i danske landevejsløb takket være sin formidable spurtstyrke.
Niels Fredborg nåede at vinde 27 danske mesterskaber inden han efter OL i 1976 blev professionel. Samme år opnåede han EM-sølv i sprint. I 1980 fik Fredborg VM-bronze i den nye disciplin, Keirin.
Det blev også til deltagelse i nogle seksdagesløb, og det var et styrt på vinterbanen i Forum, der i 1980 satte en stopper for Fredborgs karriere.
Niels Fredborg blev optaget i Hall of Fame i 1993.