Eine 1895 von Gebr. Walter (Guhrau) eingebaute Orgel wurde 1945 schwer beschädigt, tat aber noch Jahrzehnte in schlechtem Zustand ihren Dienst. Von 1991 bis 2009 stand in der Herz-Jesu-Kirche eine gebrauchte Orgel, die 1953 von der Orgelbaufirma Metzler gebaut worden war. Am 8. Mai 2011 wurde die neue „Franz Liszt-Gedächtnisorgel“ eingeweiht. Das aus öffentlichen Mitteln (Deutsche Forschungsgemeinschaft, Land Thüringen) finanzierte Instrument wurde von der Firma Orgelbau Waltershausen gebaut und steht neben dem liturgischen Gebrauch durch die katholische Kirchengemeinde auch der Hochschule für Musik Franz Liszt Weimar für Konzerte sowie zu Unterrichts- und Übungszwecken zur Verfügung. Eine erste CD-Einspielung des Instruments erschien 2015 bei dem Berliner Label Jubal.

Die Orgel hat 59 klingende Register (über 3200 Pfeifen), von denen 5 Register Vorab- bzw. Einzelzüge sind, verteilt auf drei Manuale, Fernwerk und Pedal. 10 Register der Manualwerke werden über Transmissionen vom Pedal aus einzeln spielbar. Das Fernwerk befindet sich in der Vierungskuppel der Kirche und lässt sich an alle Manuale und das Pedal ankoppeln. Die Spieltrakturen sind – mit Ausnahme der Ansteuerung des Fernwerkes – mechanisch, die Registertrakturen sind elektrisch.