Han har særlig forsket på oseanografi, plankton og havets økosystem i Barentshavet og Trondheimsfjorden. Han var først amanuensis i marin biologi ved Trondheim biologiske stasjon, Vitenskapsmuseet, NTNU, og fra 1982 professor samme sted. Han er også courtesy professor ved University of South Florida siden 1997. Han har hatt forskningsopphold ved University of California San Diego, University of Rhode Island, Bigelow Lab. for Marine Science, Maine. Sakshaug ledet det store forskningsprogrammet i Barentshavet fra 1984 til 1989 og har vært styremedlem av flere nasjonale og internasjonale marine forskningsprogrammer.