Como o nome diz, FILTER_SANITIZE
FILTER_SANITIZE
limpa o dado removendo caracteres indesejados de acordo com o critério daquela sanitização escolhida, mas ele não indica se é válido ou não. Ele mexe no dado.
Já FILTER_VALIDATE
FILTER_VALIDATE
valida se o dado é válido ou não, de acordo com o critério daquela validação escolhida. Ele responde como está o dado.
Em muitos casos ambos devem ser usados, mas depende do que deseja. Já que a sanitização não garante a validade, então a primeira deve ser seguida da segunda para garantir que está limpo e válido.
A validação só deve ser usada se só precisa de um sim"sim ou nãonão" porque mesmo válido o dado pode não estar totalmente limpo (ainda que costume acontecer).