El órgano grande de Santa María Tamazulapan era un instrumento impresionante tanto en su apariencia como en su sonido. Fue el primer instrumento construido en Oaxaca con un teclado extendido de 54 notas. Esta innovación ya era evidente en órganos anteriores en el Estado construidos por organeros de Puebla, pero no se adoptó localmente hasta esta construcción en 1840. El organero, José Domingo Martínez Bonavides, estaba relacionado con la dinastía Martínez de organistas y organeros y se turnó como primer o segundo organista en la Catedral de Oaxaca (ca.1800-1823). El órgano está situado en una tribuna al lado izquierdo de la iglesia y frente a un pequeño órgano de mesa restaurado al otro lado de la nave. Típico de la época, no está pintado, pero exhibe finas tallas decorativas neoclásicas, incluyendo celosías en forma de mariposa como en el órgano posterior de Tlaxiaco. Desafortunadamente, un herrero local retiró todos sus tubos, excepto los cinco más grandes, por la década de 1950 para utilizarlos como materia prima.

Existe documentación que confirma la propuesta de construcción de un órgano monumental para la iglesia de Tamazulapan en 1776 que hubiera sido el órgano más grande jamás construido en Oaxaca (9.5 m de altura por 5 m de ancho). Sin embargo, el organero murió poco después del inicio de la construcción y el órgano nunca se terminó. Este instrumento hubiera llenado la tribuna que ocupa el órgano actual no restaurado. Vestigios del impacto que este enorme instrumento hubiera tenido en la arquitectura del lado izquierdo de la iglesia de Tamazulapan aún son visibles hoy en día. (Veáse Historia)