Tres Marías amazon en el Parque zoológico de la montaña Cougar, Estados Unidos
Esta especie es parte del complejo Amazona ochrocephala, que también incluye la amazona de nuca amarilla (A. auropalliata). Este complejo, que ha sido llamado «un dolor de cabeza taxonómico», es considerado una sola especie por algunas autoridades y dividido en tres especies por otras. La división se basa principalmente en la cantidad de amarillo en el plumaje, el color de las patas, la proximidad de A. oratrix y A., auropalliata in Oaxaca, Mexico, without apparent interbreeding, and the presence of both A. ochrocephala and A. auropalliata in northern Honduras. Esta evaluación, sin embargo, ha sido confundida por malentendidos con respecto a las variaciones de plumaje en las poblaciones del Norte de Honduras, donde las aves varían mucho en cantidad de amarillo en la cabeza, corona y nuca, pero tienen pico pálido y un plumaje juvenil que coincide con A. oratrix, pero ni A. ochrocephala ni A. auropalliata. En 1997, la población del Valle de Sula en el norte de Honduras fue descrita como una nueva subespecie, hondurensis, de A., oratrix. A. auropalliata caribaea en las Islas de la Bahía, que está relativamente cerca de la recientemente descrita A. oratrix hondurensis, puede tener una mandíbula inferior relativamente pálida, lo que indica que el flujo genético puede ocurrir entre los dos. Si se confirma, esto podría sugerir que los dos son mejor considerados conespecíficos. Alternativamente, se ha sugerido que caribaea y parvipes, ambos típicamente considerados subespecies de A. auropalliata, pueden estar más cerca de A. oratrix que de la subespecie nominal de A. auropalliata. Ambos son relativamente pequeños y tienen rojo en el hombro como A., oratrix, pero a diferencia de A. auropalliata. Se sabe que los miembros de este complejo se hibridan en cautiverio, y el análisis filogenético reciente del ADN no apoyó la división en las tres especies biológicas «tradicionales», pero reveló tres clados, que potencialmente podrían dividirse en tres especies filogenéticas: una especie mexicana y Centroamericana (incluyendo panamensis, que se extiende ligeramente hacia América del Sur), una especie del norte de América del Sur y una especie de la cuenca del Amazonas Meridional., El clado Centroamericano puede dividirse aún más, con panamensis (la Amazonía de Panamá) y tresmariae (la Amazonía de Tres Marías) reconocidas como dos especies monotípicas.
de acuerdo con la división tradicional, A. oratrix incluye a los taxa tresmariae (de las Islas Tres Marías), belizensis (de Belice) y hondurensis (del Valle de Sula en el norte de Honduras) como subespecies., Una subespecie adicional, magna, a veces ha sido reconocida para la población en la vertiente del Golfo de México, pero hoy en día la mayoría de las autoridades la consideran inválida, en lugar de incluir esta población en oratrix, que también se produce en la vertiente del Pacífico de México. En contraste, la población en el noroeste de Honduras y el este adyacente de Guatemala (cerca de Puerto Barrios), que se asemeja a A. oratrix belizensis y comúnmente se incluye en esa subespecie, puede representar una subespecie no descrita., A veces se le conoce como guatemalensis, pero hasta que esta población se describe oficialmente, el nombre sigue siendo provisional.
el origen del epíteto común «Doble Cabeza Amarilla» es que esta especie se diferencia de las otras en el complejo amazónico de cabeza amarilla por poseer tanto la nuca amarilla como la corona amarilla de sus dos parientes cercanos, de ahí una cabeza «doble amarillo».