Venne quindi messo sotto contratto dalla Honda come collaudatore e terzo pilota per la stagione 2007. Nel 2008, invece, si accasa alla BMW Sauber sempre come pilota di riserva siglando poi un nuovo contratto anche per il campionato 2009. Nello stesso anno l'austriaco prende parte alla 24 Ore di Le Mans insieme a Ricardo Zonta e a Franck Montagny, giungendo al terzo posto, e alla manifestazione Petit Le Mans, facente parte dell'American Le Mans Series, concludendo secondo. Nel mondiale 2010 diventa collaudatore e pilota di riserva per l'HRT assieme a Sakon Yamamoto. Nel Gran Premio di Singapore prende il posto del pilota nipponico, che nel frattempo era diventato titolare della scuderia spagnola, per un'indisposizione di quest'ultimo; e lo sostituisce anche negli ultimi due Gran Premi stagionali. A fine anno, in vista del campionato 2011, Klien ha contestato l'atteggiamento delle squadre di Formula 1 in merito all'assegnazione dei sedili sulla base delle sponsorizzazioni.