El órgano de San Dionisio Ocotepec es uno de los más antiguos de Oaxaca, como lo confirma la fecha de 1721 en una etiqueta en el interior. Fue el primero de los órganos todavía en existencia con imágenes religiosas pintadas en la caja, una tendencia que continuó durante el resto del siglo XVIII. Es posible que este instrumento recuerde la organería del siglo XVII. Los documentos indican que el órgano estaba originalmente en la iglesia de Tlacolula y fue vendido a Ocotepec en 1792 para pagar el dorado de su nuevo órgano. El organista Juan Martínez, fundador de la dinastía Martínez, lo habría tocado en Tlacolula durante la década de 1780 y seguramente habría colaborado en la decisión de venderlo a Ocotepec. 

Las puertas del órgano, separadas, enmarcadas y colgadas en la sacristía, representan a las dos figuras religiosas asociadas con la música: el Rey David tocando un arpa y Santa Cecilia tocando el órgano de Tlacolula/Ocotepec como pudo haber parecido con sus fuelles detrás. En los costados del órgano se representan imágenes de santos eruditos de la iglesia -San Juan Nepomuceno a la derecha y un santo no identificado a la izquierda- con sus birretes negros de cuatro puntas y cruces pectorales; llevan hojas de palma, símbolos de su martirio. Querubines están pintados a ambos lados cerca de la base. No son santos dominicos, porque la iglesia de Tlacolula ya estaba secularizada en esa época. La pintura del relleno decorativo, de los detalles de los santos y de los muros del coro fueron retocados "auténticamente" en la década de 1990. 

La caja inferior del órgano de Ocotepec es más estrecha que la superior y, a partir de entonces, la mayoría de los órganos fijos en Oaxaca se construyeron con cajas inferiores más anchas para lograr estabilidad. Los tiradores de los registros (las puntas de las correderas) salen de los costados de la caja en lugar de la fachada, a pesar de que el órgano tenía mecánica suspendida y un tablón acanalado sustancial para alimentar los tubos de la fachada. Durante la primera visita del IOHIO en 2002, nos informaron que el órgano casi había sido desechado el año anterior. Las puertas se habían caído y estaban en el piso.  Afortunadamente las recuperaron y las colgaron en la sacristía mientras que la caja permaneció en el coro.