Após deixar o Conservatório Real de Bruxelas, Sax começou a experimentar novos desenhos de instrumentos, enquanto seus pais continuaram o seu negócio de fazer instrumentos convencionais. A primeira invenção importante de Sax foi uma melhoria no projeto do clarinete baixo que ele patenteou aos 24 anos de idade. Ele se mudou permanentemente para Paris em 1842 e começou a trabalhar em um novo conjunto de cornetas valvuladas. Embora ele não inventasse este instrumento, seus exemplos foram muito mais bem sucedidos do que os de seus rivais e ficou conhecido como saxhorns. Hector Berlioz ficou tão enamorado destes que, em fevereiro de 1844, arranjou para que uma de suas peças fosse tocada inteiramente em saxhorns. Eles foram feitos em sete tamanhos diferentes e abriram o caminho para a criação do flugelhorn. Hoje, os saxhorns são por vezes utilizados em bandas de concerto, bandas de marcha e orquestras. O saxhorn também lançou as bases para o eufônio moderno.
Sax também desenvolveu a família saxotromba, instrumentos de latão valvulados com furo mais estreito do que os saxhorns, em 1845, embora eles tenham sobrevivido apenas brevemente.
O uso de saxhorns se espalhou rapidamente. As válvulas de saxhorn foram aceitas como o estado da arte em seu tempo e permanecem em grande parte inalteradas hoje em dia. Os avanços feitos por Adolphe Sax foram logo seguidos pelo movimento britânico da banda de latão que adotou exclusivamente a família de instrumentos saxhorn. A Banda Instrumental Jedforest formou-se em 1854 e a Banda Hawick Saxhorn formou-se em 1855, dentro das fronteiras escocesas, uma década depois dos modelos de saxhorn estarem disponíveis.
O período por volta de 1840 viu Sax inventar o clarinete-bourdon, um desenho precoce sem sucesso de clarinete contrabaixo. Em 28 de junho de 1846 ele patenteou o saxofone, destinado ao uso em orquestras e bandas militares. Em 1846 o saxofone havia projetado saxofones que iam do sopranino ao contrabaixo, embora nem todos fossem construídos. O compositor Hector Berlioz escreveu aprovando o novo instrumento em 1842 mas apesar do seu apoio, os saxofones não se tornaram uma parte padrão da orquestra. A sua capacidade de tocar passagens técnicas facilmente como os sopros de madeira, no entanto, projectam-se ruidosamente como instrumentos de latão, levou à sua inclusão em bandas militares em França e noutros locais. A sua reputação ajudou a garantir-lhe um emprego como professor no Conservatório de Paris em 1857.
Sax continuou a fazer instrumentos mais tarde na vida e presidiu ao novo programa de saxofones no Conservatório de Paris. Tanto os fabricantes de instrumentos rivalistas atacaram a legitimidade de suas patentes como foram processados pelo Sax por violação de patente. Estes problemas legais continuaram por mais de 20 anos. Ele foi levado à falência três vezes: em 1852, 1873 e 1877.
Sax sofreu de câncer de lábios entre 1853 e 1858, mas teve uma recuperação total. Em 1894 ele morreu na pobreza em Paris e foi enterrado na secção 5 (Avenue de Montebello) no Cimetière de Montmartre, em Paris.
- Outros instrumentos inventados
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6 trombone de êmbolo
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Um saxhorn baixo, 1863