Den internationella utvecklingsministern Alasdair Allan hävdade att Brexit kommer att orsaka "omåttlig skada" för Skottland.
Han sade att ytterligare skador skulle kunna tillfogas genom att begränsa antalet personer som kan komma till Förenade kungariket.
Den brittiska regeringen sade att invandringssystemet tar hänsyn till Skottlands behov.
Den skotska regeringen har lovat att motsätta sig alla förändringar av reglerna som skapar hinder för företagen genom att hindra dem från att anställa den personal de behöver.
Antalet människor som bor i Skottland beräknas öka med 7 % mellan 2014 och 2039, och 90 % av ökningen under det kommande årtiondet förväntas komma från inflyttning.
I ett brev till det brittiska utskottet för inrikes frågor och medborgarrätts undersökning om invandringspolitiken sade Allan att en "nyckelprioritering" när det gäller att ta itu med Skottlands åldrande befolkning var att locka invandrare i arbetsför ålder till landet.
Han sade: "Det är därför vi behöver den brittiska regeringen för att leverera ett invandringssystem som uppfyller Skottlands behov - eftersom vi är starkt beroende av nya skottar för att stödja vår ekonomi och våra samhällen.
– Målen och taken för nettoinvandringen är dock ett alltför trubbigt instrument för att tillgodose de komplexa behoven i vår ekonomi.
"Den brittiska regeringens fokus på att godtyckligt minska nettoinvandringssiffrorna, oavsett vilket värde invandrare ger, vilka kompetensbrister de kan åtgärda eller vilka bidrag de kan ge, är fel för Skottland och skadar våra ekonomiska framtidsutsikter."
Den brittiska regeringen har redan avvisat en uppmaning att överväga att delegera invandringsbefogenheter till Skottland och att ändra viseringsarrangemangen för att uppmuntra studenter från andra länder att stanna kvar norr om gränsen efter examen.
En rapport från utskottet för skotska frågor rekommenderade brittiska ministrar att överväga "subnationella migrationsbefogenheter" för Skottland och ett skräddarsytt arbetsschema efter studierna.
Den brittiska regeringens svar, som offentliggjordes på fredag, förklarade att "inte avser att återinföra ett allmänt system för arbete efter studier för Skottland" och betonade att invandringssystemet är "utformat för hela Förenade kungariket" utan tar hänsyn till Skottlands behov.
Alla åtgärder som den brittiska regeringen vidtar för att begränsa invandringen kan "allvarligt skada" Skottlands ekonomi, har en minister i Holyrood varnat.