I rapporten från FN:s kontor för mänskliga bosättningar sägs det att de rikaste 20 procenten av befolkningen i genomsnitt tjänar 20 gånger mer än de fattigaste 20 procenten.
Enligt undersökningen är Guatemala det land som har den största skillnaden, och Venezuela det mest rättvisa.
Undersökningen visar att regionen är världens mest urbaniserade, med åtta av tio invånare som bor i städer.
I rapporten, State of the Cities of Latin America, föreslås att år 2050 kommer nästan nio av tio latinamerikaner att bo i städer och dess författare föreslår att de latinamerikanska länderna använder den nuvarande perioden av relativ ekonomisk stabilitet och långsammare befolkningstillväxt för att göra livet i städerna mer rättvist.
– Den största utmaningen är hur man ska bekämpa så stora skillnader i städerna, säger Erik Vittrup vid FN:s kontor för mänskliga bosättningar (UN-Habitat).
Enligt studien är inkomstskillnaderna i Latinamerika fortfarande extremt stora.
– Det finns ett stort arbetsunderskott och en stor arbetsinformellhet som främst drabbar ungdomar och kvinnor, säger hon.
Rapporten säger att Colombia, Paraguay, Costa Rica, Ecuador, Bolivia, Dominikanska republiken, Argentina och Guatemala alla har sett en ökning av ojämlikheten mellan 1990 och 2009.
Men Vittrup sade att det fanns vissa tecken på en positiv utveckling.
"Vi är i slutet av en era av urban explosion, med få undantag.
"Vi ser en minskning av fattigdomen, indigens i stadsområden; arbetslösheten minskar", sade herr Vittrup.
Han sade att regionen på det hela taget var redo för en övergång till livskvalitet, rättvisa och hållbarhet.
En undersökning av Förenta nationerna visar att klyftan mellan de rika och de fattiga i stora delar av Latinamerika håller på att vidgas.