"WADA søger en udelukkelsesperiode på mellem et og to år," lyder det i en udtalelse, efter at italieneren to gange blev testet positiv for det forbudte stof clostebol i marts, men fik lov til at fortsætte med at spille.
23-årige Sinner, som for nylig vandt US Open og dermed sin anden grand slam-titel, og som i øjeblikket er i aktion i Beijing, har nægtet doping.
I seneste måned sagde International Tennis Integrity Agency (ITIA), at Sinner var blevet renset for enhver forseelse, efter at han to gange var blevet testet positiv tidligere på sæsonen.
ITIA accepterede hans forklaring om, at stoffet kom ind i hans system, da hans fysioterapeut brugte en spray, der indeholdt det, til at behandle et sår og derefter gav spilleren massage og sportsterapi.
WADA fortæller i sin erklæring, at de torsdag har appelleret til CAS, sportens øverste domstol.
"Det er WADA's opfattelse, at konklusionen om 'ingen fejl eller uagtsomhed' ikke var korrekt i henhold til de gældende regler," hedder det.
WADA tilføjer samtidig: "WADA søger ikke om diskvalifikation af nogen resultater, bortset fra det, der allerede er blevet pålagt af domstolen i første instans."
"Da denne sag nu verserer for CAS, vil WADA ikke komme med yderligere kommentarer på nuværende tidspunkt."
Clostebol er et anabolsk stof, som til enhver tid er forbudt af WADA.
Efter at have vundet US Open udtalte Sinner, at kontroversen om hans mislykkede test stadig lå ham på sinde.
Han besejrede Taylor Fritz i tre sæt og føjede New York-titlen til sin Australia Open-triumf i januar.
"Det var, og det er stadig i mine tanker. Det er ikke sådan, at det er væk, men når jeg er på banen, prøver jeg at fokusere på spillet, jeg prøver at håndtere situationen på den bedst mulige måde, kommunikation med holdet, på træningsbanerne," sagde verdensranglistens nummer et.
"Det var ikke let, det er helt sikkert, men jeg prøvede at holde fokus, og det tror jeg, at jeg har gjort godt."
Beslutningen om at frikende italieneren blev mødt med skepsis af nogle spillere i omklædningsrummet, som mente, at Sinner har fået særbehandling på grund af sin status i sporten.