Carlos Ghosn sade att det fanns ett behov av att bygga en "mycket högre medvetenhet" om företagets produkter i Brasilien.
När Nissan fattade beslutet att stödja spelen, blomstrade den brasilianska marknaden med en försäljning på 3,8 miljoner fordon per år.
Men en recession har lett till att försäljningssiffrorna har sjunkit till 2 miljoner om året.
"Utan tvekan är det rätt beslut, tanken var att ge mer medvetenhet till Nissan varumärke," sade han BBC.
Företagets mål med OS sponsring är att bidra till att öka sin marknadsandel i Brasilien från 3% till 5%, sade han.
De 31:a olympiska spelen börjar officiellt i Rio på fredag med invigningen på Maracana Stadium.
Som en del av sin sponsring levererar Nissan 5.000 bilar till spelen och det brasilianska olympiska laget att använda.
Företaget har använt Olympic Sprint mästare Usain Bolt i sina annonser sedan 2012.
Ghosn säger att den globala bilmarknaden kommer att fortsätta att vara trög fram till 2019, med en tillväxt på bara 1% nästa år.
Han förväntar sig att den amerikanska bilmarknaden är stark och ser att Europa fortsätter att återhämta sig "även om den kommer att påverkas av Brexit".
Den brittiska ekonomin kommer att se viss nedgång på grund av Brexit, "inte för att det är något fel med Storbritannien, men eftersom marknaderna hatar osäkerhet," Mr Ghosn sade.
Företaget kommer att hålla ett nära öga på framtida förhandlingar om Storbritanniens utträde ur Europeiska unionen.
Nissan har 6 700 anställda vid sin anläggning i Sunderland i norra England.
"Vi är någorlunda optimistiska i slutet av dagen sunt förnuft kommer att segra från båda sidor", sade Ghosn.
Nissan chefen tror att Storbritannien kommer att fortsätta att vara en "stor partner" för Europeiska unionen, men han sade: "Frågan är vad som kommer att hända med tullen, handeln och cirkulationen av produkter.
"Det kommer att avgöra hur, och hur mycket vi kommer att investera i Storbritannien", sade han.
Ghosn sade att det inte råder något tvivel om att priserna för Renault och andra bilar som tillverkas i Europa och säljs i Förenade kungariket kommer att stiga på grund av det brittiska pundets sjunkande värde.
Han tror dock att slutpriserna kommer att fastställas först när valutan har stabiliserats.
Chefen för Nissan säger att det var "det rätta beslutet" att sponsra Rio Olympics, trots en nedgång i brasiliansk bilförsäljning.