Theologisch und publizistisch ist Mayer dem konservativ-evangelikalen Spektrum des deutschen Protestantismus zuzuordnen. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit gilt der Erforschung Dietrich Bonhoeffers. Hierbei wendet er sich gegen eine aus seiner Sicht einseitige politische oder liberale Vereinnahmung des Theologen und plädiert stattdessen für eine rein christozentrische Interpretation von dessen Werk.
Er äußert regelmäßig Kritik an der Evangelischen Kirche in Deutschland (EKD), der er eine fortschreitende gesellschaftliche Anpassung und einen inneren Verfall vorwirft. In der Debatte um die historisch-kritische Bibelwissenschaft erkennt Mayer die Text- und Gattungsforschung an, kritisiert jedoch die Form- und Redaktionsgeschichte als spekulativ. Ebenso lehnt er Rudolf Bultmanns Programm der Entmythologisierung des Neuen Testaments als unhistorische Reduktion der biblischen Texte ab.
Nach seiner Emeritierung arbeitete er für den Maulbronner Kreis, eine christliche Initiative für Tagungs- und Hauskreisarbeit.
Mayer ist verheiratet, er hat drei erwachsene Kinder und wohnt im Raum Stuttgart.
Religionsunterricht an berufsbildenden Schulen / Von der Evangelischen Unterweisung zur gesellschaftspolitischen Ethik, Calwer, Stuttgart 1980. ISBN 978-3-7668-0648-2
Grundlagen, Entwicklung und Konsequenzen der Theologie Dietrich Bonhoeffers, Calwer, Stuttgart, 1980. ISBN 978-3-7668-0144-9
Bonhoeffer - Barmen - Politik und Bekenntnis heute, Calwer, Stuttgart, 1986. ISBN 978-3-7668-0806-6
Als Hrsg. mit Erwin Grässle: Berufspädagogik und Religionspädagogik im Dialog Beiträge zu aktuellen Fragen der beruflichen Bildung, Patmos, Ostfildern, 1987. ISBN 978-3-491-78235-8
Als Hrsg. mit Helmut Kuhnle und Heinrich Schanz: 40 Jahre Lehrerbildung für berufliche Schulen an der Berufspädagogischen Hochschule Stuttgart / Esslingen 1947-1987, Leuchtturm, 1988. ISBN 978-3-88064-156-3
Mit Peter Zimmerling: Dietrich Bonhoeffer: Beten und Tun des Gerechten: Glaube und Verantwortung im Widerstand, Brunnen, Gießen und Basel 1997. ISBN 978-3-7655-1107-3.
Mit Peter Zimmerling: Dietrich Bonhoeffer aktuell: Biografie - Theologie – Spiritualität, Brunnen, Gießen und Basel 2001. ISBN 978-3-7655-1239-1.