Naoki Saito aloitti uransa Japanin opetus- ja kulttuuriministeriön Tiede- ja teknologiayksikössä (nykyisin MEXT) vuonna 1987 valmistuttuaan filosofian maisteriksi Graduate School of Arts & Science -korkeakoulusta Tokion yliopistosta.
Aikaisemmin hän on toiminut useilla tieteen ja teknologian aloilla, kuten ydinenergiapolitiikan, avaruuspolitiikan ja henkilöresurssien kehittämisen parissa, sekä tutkimusjohtajana kansainvälisessä tiede- ja teknologiapolitiikassa, alueellisten innovaatioiden kehittämisessä ja yritysten ja korkeakoulujen välisessä yhteistyössä. Saito on niin ikään työskennellyt Japanin Australian-suurlähetystössä ensimmäisenä lähetystösihteerinä sekä Japanin avaruusjärjestön (JAXA) Bangkokin-toimiston johtajana.
Naoki Saito on toiminut Japanin opetus ja kulttuuriministeriössä erilaisissa johtotehtävissä vuodesta 2009. Vuosina 2013-2018 Saito toimi kansallisen tiede- ja teknologiainstituutin (NISTEP) varatoimitusjohtajana. Hänet nimitettiin RIKEN Yokohama Campus Director -tehtäväänsä huhtikuussa 2018 toimiessaan samanaikaisesti NISTEP:in Affiliated Fellow -roolissa.
Naoki Saito oli Sitran kansainvälisen asiantuntijapaneelin jäsen vuosina 2017-2019.