14 år gamle Sergio Adrian Hernandez Huereca ble funnet på den mexicanske siden av grensen, under en bru mellom byene Ciudad Juarez og El Paso, skriver BBC.
Ifølge en talsmann for Ciudad Juarez ble 14-åringen skutt i hodet.
Mexicos president Felipe Calderon fordømmer skytingen, og ber nå om en grundig etterforskning av saken, samt at de ansvarlige blir straffet.
– Handlet i selvforsvar
Amerikanske myndigheter hevder at grensevaktene handlet i selvforsvar, etter at en gruppe mexicanere kastet steiner mot dem.
FBIs talskvinne Andrea Simmons forteller at grensevaktene fikk en melding om et forsøk på å smugle ulovlige innvandrere over grensen ved El Paso mandag kveld.
Ifølge Simmons ble to personer pågrepet, før resten av gruppen løp over til mexicansk side og begynte å kaste steiner, skriver CNN.
– Grensevakten, som hadde anholdt en av de mistenkte, ga muntlig beskjed til resten av personene om å trekke seg tilbake. De omringet vakten, og fortsatte å kaste steiner på ham. Han løsnet derfor flere skudd med tjenestevåpenet, og traff en person som omkom, sier Simmons.
Simmons sa tidligere til CNN at hun ikke visste hvilken side den drepte gutten var på, men at grensevakten aldri forlot amerikansk jord.
– De drepte ham i Mexico
US Border Patrol sier at steinkasting mot grensevakter forekommer ofte, og kan føre til alvorlige skader.
– Å bruke skytevåpen som svar på et angrep med steiner er uforholdsmessig bruk av styrke, spesielt når det kommer fra spesialtrente vakter, sier Mexicos utenriksdepartement i en uttalelse.
Den drepte guttens mor nekter for at sønnen forsøkte å krysse grensen.
– Han skulle ikke til El Paso, det er ikke sant. De drepte ham i Mexico, sier hun ifølge BBC.
Et vitne sier til nyhetsbyrået Reuters at han så en gruppe ungdommer bli jaget tilbake til mexicansk side etter at de krysset grensa under Paso del Norte-brua, som går over elva Rio Grande.
– De hadde ikke med seg noen ting. De hadde ikke våpen eller sekker, bare klærne de gikk i. Grensevakten skjøt ham to ganger, sier vitnet.
Raser mot ny lov
Ulovlig innvandring og behandlingen av mexicanere ved grenseovergangene har ført til økt spenning mellom USA og Mexico, og mandagens dødsfall er det andre tilfellet på under to uker.
31. mai omkom en ulovlig innvandrer fra Mexico da han skulle deporteres av grensevakter i California. Ifølge politiet i San Diego, som etterforsker saken, ble han slått med batong og skutt med elektrosjokkvåpen.
Mexicos utenriksdepartement mener de to hendelsene viser en økende tendens til overdreven maktbruk fra amerikansk side.
Ifølge departementet har 17 mexicanske statsborgere blitt drept eller skadd av amerikanske innvandringsmyndigheter så langt i år, mot tolv i fjor og fem i 2008.
Ifølge USAs toll- og immigrasjonsmyndigheter har det vært 799 tilfeller av vold mot amerikanske grensevakter siden oktober i fjor, skriver CNN.
Mexicanske myndigheter raser også mot innføringen av en ny lov i den amerikanske delstaten Arizona, som blant annet pålegger innvandrere å ha med seg dokumentasjon på at de har oppholdstillatelse.