Forskning för British Polling Council följde det utbredda misslyckandet att förutsäga maj majoritet Tory vinna.
Undersökningarna gjorde inte ett korrekt urval av den brittiska befolkningen, och överrepresenterade labourväljare, sägs det.
BPC har rekommenderat en rad ändringar, säger opinionsbildare kan vilja slumpmässigt välja deltagare i framtiden.
Det står att "sannolikhetsprov" kan vara ett mer exakt sätt att gå till väga mot väljarnas avsikter än den nuvarande praxisen att rekrytera människor i förväg för att delta på grundval av deras troliga valvanor.
Majoriteten av de opinionsundersökningar som gjordes under den fem veckor långa allmänna valkampanjen visade att de konservativa och Labour, som leddes av David Cameron respektive Ed Miliband, var halshuggna.
Detta ledde till spekulationer om att Labour skulle kunna vara det största partiet i ett hängt parlament och eventuellt behöva förlita sig på SNP-stöd för att styra.
Men de konservativa fick för första gången för första gången sedan 1992 en total majoritet, som vann 99 fler platser än Labour, och deras 6,5-procentiga segermarginal överraskade nästan alla kommentatorer.
BPC, som representerar de stora undersökningsorganen och gav ut en interimsrapport om resultaten i januari, säger Tory win var inte förutsedd på grund av "systemiska" fel.
Undersökningen visade att icke-representativt urval var den främsta orsaken till de misslyckade valen.
Den citerade överrepresentationen av labourväljarna och underrepresentationen av Tories, med konservativa väljare som uppenbarligen är svårare att nå.
Man tillade att det fanns en alltför stor tilltro till mer villiga enkätsvarare och sade att alltför få äldre som tillfrågades också kunde ha spelat en roll.
Det sade också att en felaktig förväntan om ett hängt parlament kan ha påverkat resultatet av själva valet.
Rapporten innehåller 12 rekommendationer om hur opinionsundersökningar genomförs i framtiden.
Dessa inkluderar en uppmaning om åtgärder för att se till att proverna är mer representativa, och en översyn av det sätt på vilket "vet ej" väljare fördelas i resultaten.
Det sägs att BPC-medlemmar ska tydligt ange vilka variabler som använts för att vikta data och specificera de justeringar som gjorts mellan opinionsundersökningarna.
BPC ordförande John Curtice sade organisationen kommer att se till att genomföra rapportens rekommendationer om öppenhet men kan inte tvinga medlemmarna att följa en viss typ av metod.
Men han sade att BPC kommer att utfärda en rapport inför det allmänna valet 2020 som beskriver hur företagen har ändrat sina provtagnings- och viktningsförfaranden.
"BPC erkänner att helt enkelt säga "ja okej, det är okej, alla gå iväg och göra sin egen sak" kanske inte ses som ett lämpligt svar på vad som hände 2015," Prof Curtice sade.
Southampton University professor i forskningsmetodik Patrick Sturgis, som var ordförande för forskningen för BPC, sade att rapporten inte bör användas för att "förstöra opinionsundersökningarna".
Han sa "vi tror fortfarande att opinionsundersökningarna verkligen är den enda showen i stan för att förutse valresultat".
Opinionsundersökningar före valet 2015 var bland de mest felaktiga sedan undersökningen inleddes för mer än 70 år sedan, har en branschövergripande översyn föreslagits.