Als Stabsarzt war er ein Jahr bei der Bundeswehr, anschließend als wissenschaftlicher Assistent am Institut für Physiologie der Universität Basel. In Basel absolvierte er seine Weiterbildung zum Facharzt für Radiologie und habilitierte sich 1976 mit einer Arbeit über Dosisleistungseffekte an der pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle der Maus.

1977 wurde Sauer an der Universität Erlangen Inhaber des ersten Lehrstuhls für Strahlentherapie in Bayern, des vierten in Deutschland. 1996 übernahm er die Funktion des ärztlichen Direktors des Universitätsklinikums Erlangen. Sein Nachfolger in dieser Position wurde 2006 Werner Bautz.[1] 2008 wurde Sauer emeritiert.