A brüsszeli Királyi Konzervatórium elhagyása után Sax új hangszertervezéssel kezdett kísérletezni, miközben szülei folytatták a hagyományos hangszerek gyártásával foglalkozó vállalkozásukat. Sax első fontos találmánya a basszusklarinét tervezésének továbbfejlesztése volt, amelyet 24 éves korában szabadalmaztatott. 1842-ben végleg Párizsba költözött, és egy új szelepes kürtkészleten kezdett dolgozni. Bár nem ő találta fel ezt a hangszert, példái sokkal sikeresebbek voltak, mint riválisaié, és szaxofonok néven váltak ismertté. Hector Berlioz annyira megkedvelte ezeket, hogy 1844 februárjában úgy rendelkezett, hogy egyik darabját teljes egészében szaxofonokon játsszák. Hét különböző méretben készültek, és előkészítették az utat a szárnykürt megalkotásához. Ma a szaxofonokat néha koncertzenekarokban, menetzenekarokban és zenekarokban használják. A szaxofon megteremtette a modern eufónium alapjait is.
Sax 1845-ben kifejlesztette a szaxotromba családot is, a szaxofonoknál keskenyebb furatú, szelepes rézfúvós hangszereket, bár ezek csak rövid ideig maradtak fenn.
A szaxofonok használata gyorsan terjedt. A szaxofonszelepeket a maguk idejében korszerűnek fogadták el, és ma is nagyrészt változatlanok. Az Adolphe Sax által elért eredményeket hamarosan követte a brit fúvószenekari mozgalom, amely kizárólag a szaxkürt hangszercsaládot vette át. A Jedforest Instrumental Band 1854-ben, a Hawick Saxhorn Band pedig 1855-ben alakult meg a skót határvidéken, egy évtizeddel azután, hogy a szaxhorn modellek elérhetővé váltak.
Az 1840 körüli időszakban Sax feltalálta a clarinette-bourdon-t, a kontrabasszusklarinét korai, sikertelen konstrukcióját. 1846. június 28-án szabadalmaztatta a szaxofont, amelyet zenekarokban és katonai zenekarokban való használatra szánt. 1846-ra Sax a sopraninótól a szubkontrabasszusig terjedő szaxofonokat tervezett, bár nem mindegyik készült el. Hector Berlioz zeneszerző 1842-ben elismerően írt az új hangszerről, de támogatása ellenére a szaxofon nem vált a zenekarok standard részévé. Az a képességük, hogy a fafúvós hangszerekhez hasonlóan könnyedén játszanak technikai részleteket, ugyanakkor a rézfúvós hangszerekhez hasonlóan hangosan szólalnak meg, oda vezetett, hogy Franciaországban és máshol is bevették őket a katonai zenekarokba. Hírneve hozzájárult ahhoz, hogy 1857-ben a párizsi konzervatóriumban taníthasson.
Sax később is készített hangszereket, és elnökölt a párizsi konzervatórium új szaxofonprogramjában. A rivális hangszergyártók egyaránt támadták szabadalmainak jogosságát, és Sax beperelte őket szabadalombitorlásért. Ezek a jogi viták több mint 20 éven keresztül folytatódtak. Háromszor is csődbe ment: 1852-ben, 1873-ban és 1877-ben.
Sax 1853 és 1858 között ajakrákban szenvedett, de teljesen felépült. 1894-ben szegénységben halt meg Párizsban, és a párizsi Cimetière de Montmartre 5. szekciójában (Avenue de Montebello) temették el.
- Más feltalált hangszerek
-
6 dugattyús harsona
-
A basszus szaxofon, 1863
.