Pemerintah Sumatera Barat secara bertahap telah mendorong pengembangan pertanian organik, baik sebelum maupun sesudah program desa organik diluncurkan oleh Kementerian Pertanian. Pengkajian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) persepsi petani terhadap sistem pertanian organik, (2) pemahaman petani terhadap sistem pertanian organik (3) dan tingkat penerapan sistem pertanian organik. Pengkajian dilaksanakan pada bulan Maret - Juli 2017 pada 3 (tiga) kabupaten di Sumatera Barat, yaitu kabupaten yang melaksanakan program desa organik pada tahun 2016 dan yang mengembangkan organik melalui program sebelum tahun 2016. Pada masing-masing kabupaten dipilih secara acara satu kelompok tani pelaksana program desa organik tahun 2016 (dalam pengkajian ini disebut sebagai desa organik baru) dan satu kelompok tani yang melaksanakan program organik sebelum tahun 2016 (dalam pengkajian ini disebut sebagai desa organik lama). Kabupaten terpilih adalah Kabupaten Padang Pariaman, Solok dan Limapuluh Kota. Pengambilan sampel dilakukan dengan sistim purpossive sampling. Pengumpulan data primer dilakukan dengan Focus Group Discussion dan wawancara perorangan. Data yang dikumpulkan adalah karakteristik internal petani, persepsi petani terhadap pertanian organik, pemahaman petani terhadap sistem pertanian organik, dan tingkat penerapan petani terhadap sistem pertanian organik. Data dianalisis secara deskriptif dan stastistik dengan uji paired samples T-Test uji beda dan Mann Whitney untuk membandingkan antara petani pelaksana program desa organik dan non program desa organik. Hasil penelitian menujukkan bahwa (1) persepsi petani terhadap sifat inovasi sistem pertanian organik secara keseluruhan, mendekati skor 4, yaitu biaya lebih murah, lebih tinggi produksinya, lebih menguntungkan, sesuai dengan kebutuhan petani, mudah dilaksanakan, mudah dicobakan, dan mudah diamati hasilnya, (2) pemahamanan petani terhadap keseluruhan komponen sistem pertanian organik tergolong tinggi yaitu dengan nilai 78,55. Sedangkan dari 5 variabel pemahaman petani paling tinggi adalah penanganan panen dan pasca panen dan pengelolaan lahan dan kesuburan lahan. Pemahaman petani yang masih perlu ditingkatkn adalah pemahaman petani terhadap masa konversi, dimana sebagian petani belum begitu paham terhadap tujuan, dan lama masa koversi lahan walaupun telah menerapkannya, (3) tingkat penerapan komponen teknologi sistem pertanian organik pada petani desa organik lebih rendah (73,93%) dari pada petani desa organik lama (93,21%).