Saugstad er kjent for sin forskning på bruk av luft i stedet for ren oksygen til gjenopplivning av premature nyfødte. På grunnlag av hans forskning ble de internasjonale retningslinjene for gjenopplivning endret i 2010, en oppdagelse som potensielt kan redde omkring 200 000 nyfødte hvert år på verdensbasis. Saugstad er Norges mest siterte barnelege internasjonalt, og er sitert over 30 000 ganger i vitenskapelig litteratur. Forskerne og beskriver ham som en «verdenskjent autoritet innen nyfødtmedisin», særlig innen hypoksi og purin metabolisme, reoksygeneringsskader, virkninger av oksygenradikaler i nyfødtperioden, lungeskader og gjenoppliving av nyfødte.