Aziz Sancar, biyokimya, moleküler biyoloji, DNA onarımı, kanser araştırmaları ve biyolojik saat gibi bilim dallarında çalışmalar yapmıştır. DNA onarımı: Sancar, DNA'nın nasıl onarıldığını haritalandıran araştırmalarıyla 2015 Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmıştır. Biyolojik saat: Biyolojik saatin 24 saatlik süreçte nasıl çalıştığını araştırmıştır. Kanser tedavisi: Kanser tedavisinde sirkadiyen saat kullanımı üzerine çalışmalar yürütmüştür. Sancar, bu çalışmalarının yanı sıra E. coli bakterilerinde morötesi ışığın neden olduğu DNA hasarını onaran fotoliyaz enzimini de keşfetmiştir.