"En parallèle aux discussions sur les migrations entre l'UE (Union européenne) et la Turquie", le gouvernement d'Ankara a interpellé et placé en détention "de très nombreux, peut-être des centaines de réfugiés et demandeurs d'asile", écrit l'ONG.
Les autorités turques ont immédiatement démenti ces allégations.
"Nous nions catégoriquement que des réfugiés syriens ont été forcés de retourner en Syrie", a réagi un responsable turc auprès de l'AFP, assurant que la politique de "porte ouverte" adoptée depuis le début du conflit syrien restait de mise.
"Certains (réfugiés) ont rapporté avoir été enchaînés, battus et transportés de force dans le pays qu'ils avaient fui", ajoute Amnesty sur la foi de nombreux témoignages, dénonçant une "violation directe du droit international".
"Lorsqu'ils vous passent des chaînes aux mains et aux jambes, vous avez l'impression d'être un esclave", a ainsi déclaré à l'ONG un Syrien âgé de 40 ans.
Ankara s'enorgueillit d'accueillir sur son sol 2,5 millions de réfugiés syriens et irakiens.
Depuis la signature le mois dernier d'un accord avec Bruxelles prévoyant une aide financière européenne de 3 milliards d'euros en échange d'un contrôle accru de ses frontières, la Turquie a interpellé des milliers de candidats à l'exil.
"En engageant la Turquie comme gardienne de l'Europe dans la crise des réfugiés, l'UE risque d'ignorer et désormais d'encourager de graves violations des droits de l'Homme", a déclaré John Dalhuisen, responsable d'Amnesty pour l'Europe et l'Asie centrale.
Par ailleurs, les corps de deux enfants de réfugiés irakiens ont été repêchés mercredi matin au large des côtes occidentales turques, à la veille d'une nouvelle discussion sur la crise des migrants qui doit réunir à Bruxelles plusieurs pays européens et la Turquie.
Les deux victimes, âgées de 6 et 2 ans, ont été repérées par des pêcheurs turcs alors qu'elles flottaient en mer Egée avec des gilets de sauvetage au large de la région de Cesme (ouest), en face de l'île grecque de Chios, a rapporté l'agence de presse Dogan.
Depuis le début de l'année, plus de 650.000 migrants ont pris la mer depuis la Turquie pour rallier les îles grecques, selon l'ONU.
Sur la même période, plus de 500 d'entre eux, dont une grande majorité d'enfants, ont trouvé la mort, selon l'Organisation internationale pour les migrations (OIM).
Le Premier ministre turc Ahmet Davutoglu doit participer aujourd’hui à un "mini-sommet" consacré à la crise migratoire avec huit pays de l'Union européenne (UE) conduits par la chancelière allemande Angela Merkel.