Stenen tog sig förbi elefantstängslet och ett dike som separerade djuret och besökarna, sade djurparken i ett uttalande.
Flickan fördes till sjukhus och dog inom några timmar, tillade djurparken.
I zoo-uttalandet sades att inhägnaden uppfyllde internationella normer och att "denna typ av olycka är sällsynt, oförutsägbar och ovanlig".
Afrika Live: Mer om detta och andra berättelser
Uttalandet fortsatte (på franska) för att påpeka två andra händelser som nyligen inträffat i USA:
Phyllis Lee, vetenskaplig ledare för Amboseli Trust for Elefants, säger att riktad kasta av stenar och grenar av elefanter är mycket ovanligt.
"Det kan hända när elefanter är frustrerade eller uttråkade. Enligt min åsikt är det osannolikt att elefanten var direkt riktad mot flickan - men uppvisar frustration. Du kan inte förutsäga vad djur i fångenskap kommer att göra."
Ögonblicket efter att flickan hade slagits på Rabat Zoo på tisdagen filmades av en åskådare och laddades upp på YouTube.
Videon visar elefanten som viftar med snabeln bakom ett staket och svänger runt för att visa en sten på marken.
Metres bort folk samlas runt flickan, håller hennes huvud och stryker hennes ben.
En sjuårig flicka har dött efter att ha blivit träffad av en sten som kastats av en elefant från dess inhägnad vid Rabat Zoo i Marocko.