Mit 57 Registern und 3650 Pfeifen ist die Hauptorgel im Dom eine der größten Orgeln im Bistum Osnabrück. Erbaut von der Firma Kuhn aus der Schweiz wurde sie am 3. Advent 2003 eingeweiht. Interessant ist der Standort der Orgel: Das Instrument wurde über dem Hauptportal um die Fensterrose herumgebaut, um diese nicht zu verdecken. Nicht weniger ungewöhnlich ist auch die Sitzposition des Organisten: Von seinem Arbeitsplatz in luftiger Höhe blickt er durch ein gläsernes Notenpult direkt zum Altar.
Im nördlichen Querschiff des Doms gibt es noch eine kleine Chororgel. Sie stammt aus der berühmten Pariser Orgelwerkstatt Mutin-Cavaillé-Coll und ist schon über 100 Jahre alt.