Amnesty International anklagar Israel för att ha begått krigsbrott och genomfört hänsynslösa attacker och godtycklig förstörelse under offensiven i Gaza.
Hundratals civila palestinier dödades med högprecisionsvapen medan andra sköts på nära håll, säger Amnesty i en rapport som BBC tagit del av.
Rapporten kallar också robotattackerna mot militanta palestinier krigsbrott och anklagar Hamas för att ha utsatt civila för fara.
Den israeliska militären säger att den uppträtt inom ramen för internationell lag.
Israel har sagt att en del civila dödsoffren kan tillskrivas "professionella misstag", men har avfärdat kritik om att attackerna varit urskiljningslösa och oproportionerliga.
Amnesty uppger att 1 400 palestinier dödades under den israeliska offensiven som pågick under 22 dagar, mellan den 27 december och den 17 januari, vilket i stort stämmer med de palestinska siffrorna.
Över 900 av de döda var civila, bland dem 300 barn och 115 kvinnor, enligt Amnesty.
I mars uppgav Israel att 1 166 palestinier dödats, av dem var 295 civila.
Den 117-sidiga Amnesty-rapporten säger att flera hundra civila dödsoffer inte enbart kan avfärdas med "oavsiktliga förluster bland civilbefolkningen" i annars lagliga attacker eller som misstag.
Amnesty säger att frågor är obesvarade, om varför barn som lekte på hustak och sjukvårdspersonal som vårdade skadade dödades av precisionsrobotar när de som avfyrade dem hade detaljerade uppgifter om målen.
Palestinier förlorade också livet för att Israel ofta förhindrade medicinsk vård.
Amnesty säger att man inte funnit några bevis för att Hamas ska ha tvingat civila att stanna i byggnader av militära skäl, vilket motsäger Israels anklagelser om att Hamas använt mänskliga sköldar.
Men Hamas och andra palestinska grupper har utsatt civila palestinier för fara genom att avfyra raketer från tättbebyggda områden och förvara vapen där.
I ett fall har Hamas avfyrat en raket från en skolgård, enligt lokalbefolkningen.
Däremot anklagar Amnesty Israel för att ha använt civila, bland dem barn, som mänskliga sköldar i Gaza genom att tvinga dem att stanna kvar i husen när soldaternas intog militärpositioner.