Sante Mioni fu assunto giovanissimo, a soli 11 anni, come apprendista nell'Officina meccanica della Specola di Padova, divenendo allievo di Giuseppe Cavignato. Nel 1909 assunse la direzione dell'Officina meccanica, succedendo al suo maestro, e in questo ruolo egli seppe conservare e accrescere la tradizionale perfezione degli strumenti scientifici che vi si costruivano o riparavano. Con il Mioni si sviluppò ulteriormente anche la scuola di meccanica di precisione, che si praticava anche per committenze esterne e che permise di svolgere opere di revisione, riparazione e realizzazione di nuovi strumenti altrimenti affidati a ditte straniere. Sotto la direzioni Mioni, dall'Officina della Specola uscirono pendoli astronomici e coronografi, supporti per mensole per osservazioni gravimetriche e pendoli relativi destinati a svariati Osservatori e Gabinetti di Geodesia italiani, al servizio fonotelemetrico di guerra e anche all'aviazione militare.
Con la supervisione della direzione dell'Osservatorio Astronomico di Padova, l'Officina del Mioni prestò importanti servizi anche per gli Osservatori di Arcetri, di Carloforte, di Roma, di Teramo, di Trieste e di Torino, per puliture, revisioni, riparazioni e modificazioni di delicati strumenti astronomici.
Pur afflitto da una grave malattia, Sante Mioni continuò a sovrintendere i lavori dell'Officina meccanica nella quale avevano cominciato a svolgere la loro attività anche i figli Arturo e Antonio.
Sante Mioni morì nel 1928 e un elogio a lui dedicato comparve nell'ottobre di quell'anno nel bollettino dell'Associazione Ottica Italiana di Firenze.