Pillay kom med oppfordringen på en pressekonferanse torsdag på Barbados, der hun har vært på et tre dager langt besøk.
Den 17 år gamle svarte gutten Martin ble skutt og drept av vaktmannen George Zimmerman, som er hvit latinamerikaner, i Sanford i Florida 26. februar.
Zimmerman hevder han skjøt i selvforsvar, og han er ikke blitt pågrepet på grunn av en lov i Florida som gir folk rett til å skyte om de føler seg truet.
Saken har utløst en voldsom diskusjon om raserelasjoner i USA og om retten til selvforsvar med våpen. Det har vært tallrike demonstrasjoner med krav om at Zimmerman pågripes og tiltales
Pillay uttrykte bestyrtelse over at Zimmerman ikke ble pågrepet med en gang og over loven om selvforsvar. (©NTB)