İlk eğitimini Mardin’de tamamladı. Sonrasında 1963 yılında İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesini kazandı.1969 yılında bu okuldan mezun oldu. Sonrasında memleketi Savur’da iki yıl boyunca doktorluk yaptı. Aziz Sancar memleketteki doktorluk hayatından sonra Texas Üniversitesi’nde Moleküler Biyoloji ve Genetik alanında doktorasını tamamlamıştır. Doçentlik tezini ise Yale Üniversitesi’nde DNA onarımı dalında tamamladı. Daha sonrasında ise, hücre dizilimi, biyolojik saat, DNA onarımı ve kanser tedavisi üzerinde çalışmalarını sürdürdü. Türk bilim adamı Aziz Sancar Halen daha Kuzey Carolina Üniversitesi Biyokimya ve Biyofizik bölümü öğretim üyesidir. Aziz Sancar, 415 bilimsel makale ve 33 kitap yayınladı. Amerikan Ulusal Bilimler Akademisi’ne kabul edilen Sancar, buraya kabul edilen üç Türk’ten biri olmuştu. 2015 yılında DNA onarımı ve haritalandırılması ile ilgili çalışması ile Nobel Kimya Ödülünü aldı. Bu sayede Türkiye’de Nobel ödülünü alan 2.kişi olma şerefine erişmiştir. Bu ödül için tam 35 sene çalışmıştır. Ayrıca kanser tedavisinde sirkadiyen saat kullanımı ile ilgili buluşuyla çeşitli ödüller almıştır. Aziz Sancar Gwen Boles Sancar ile evlidir ve Aziz&Gwen Sancar Vakfı‘nı kurmuştur. Bu sayede Türk öğrencilere yardım etmektedir. Vakıf aracılığı ile başarılı Türk öğrenciler ilerideki çalışmaları için maddi kaynak elde edebiliyorlar. Ayrıca Aziz Sancar eskiden Genç Milli Takım kaleciliğine aday gösterilmiştir.