Adnan al-Bursh, chef för ortopedi vid Shifasjukhuset i Gaza, greps i december av israeliska styrkor när han tillfälligt jobbade på Awdasjukhuset i norra Gaza, enligt organisationerna.
Hans död kallas av organisationerna för en "avrättning", och enligt deras uppgifter är hans kropp kvar i israeliskt förvar, rapporterar Reuters.
I april meddelade den israeliska fängelsetjänsten i ett uttalande att en fånge som gripits med anledning av rikets säkerhet hade mist livet i ett fängelse, utan att gå in på dödsorsaken. En talesperson för fängelsetjänsten har uppgett att händelsen utreds och har bekräftat att uttalandet handlade om al-Bursh.
Bland annat Världshälsoorganisationen har upprepade gånger uppmanat till att attackerna mot sjukvårdsarbetare i Gaza ska stoppas.
Det palestinska hälsodepartementet uppger att al-Burshs död gör att siffran på antalet personer som jobbar inom sjukvårdssektorn som dödats av Israel sedan krigsutbrottet har stigit till 496.
