Марко был первым номером в молодёжной сборной Италии на победном чемпионате Европы 2004 года. В этом же году Амелия со сборной выиграл бронзу Олимпийских игр. Дебют в основной команде пришёлся на матч со сборной Кот-д’Ивуара, в котором Амелия заменил Кристиана Аббьяти. В качестве сменщика Джанлуиджи Буффона он был в составе сборной на победном чемпионате мира 2006 года и на чемпионате Европы 2008 года.