I experternas rapport identifieras över 8000 så kallade utomrättsliga avrättningar i landet sedan 2015. De har ofta varit "en följd av att olika säkerhetsstyrkor utfört olagliga och våldsamma tillslag i hem, där falska konfrontationer har iscensatts för att rationalisera avrättningar av, vanligtvis, unga män", uppger de amerikanska kontinenternas samarbetsorganisation OAS.
Elva män, bland dem landets president Nicolás Maduro och vicepresident Tareck El Aissami pekas ut i rapporten för att ligga bakom agerandet.
I den 400 sidor långa rapporten uppges även att 131 människor dödats i samband med protester mot Maduro sedan 2014.
"De använda taktikerna visar på ett tydligt mönster med avsikt att döda", står det i rapporten med hänvisning till vilken ammunition som har använts, hur skott har träffat människorna och från vilket avstånd.
Mer än 12000 människor rapporteras även ha frihetsberövats godtyckligt sedan presidentvalet 2013, när Maduro valdes till den framlidne Hugo Chávez efterträdare. Mer än 1300 människor har hållits som politiska fångar under samma tidsperiod.
OAS-chefen Luis Almagro, som kommer från Uruguay och leder expertgruppen, är en av Maduros kritiker och har sagt att Venezuela är en diktatur.
Venezuelas OAS-sändebud kallar rapporten en "grotesk mediefars" och ifrågasätter om Almagro är rätt person att beställa ett sådant dokument.