Faits:
A. A.a Le 19 mai 2005, A._ a déposé plainte contre son ex-ami X._. Le 5 juin 2005, en soirée, elle a téléphoné à la police pour signaler la présence de l'intéressé devant la porte de son appartement. Les gendarmes B._ et C._ se sont rendus sur place, ont interpellé X._ et l'ont conduit au poste de la gendarmerie d'Onex. L'inspecteur D._ et E._ ont alors auditionné le mis en cause, qui a contesté les faits. Ils l'ont emmené au domicile de son amie, F._, pour une visite domiciliaire, avant de se rendre à l'hôtel de police. X._ a été relaxé le 6 juin 2005 à 10 heures 05. La procédure a été classée le 7 juin 2005, pour défaut de prévention.
A.b Le 15 décembre 2007, X._ a déposé plainte. Il a expliqué que, le 5 juin 2005, il avait été interpellé par deux policiers, qui l'avaient emmené, menotté, et lui avait confisqué son médicament contre le rhume des foins. Peu après, deux autres policiers l'avaient pris en charge et maltraité. Ils l'avaient déshabillé, lui avaient écarté les fesses, puis l'avaient laissé dans une cellule, dans cet état, pendant un long moment. Ils ne l'avaient pas laissé téléphoner et avaient refusé de lui fournir un antidépresseur prescrit par son médecin. Ils avaient menacé de l'emmener dans la forêt pour y être tabassé, de l'emprisonner immédiatement et de le refouler. Il lui avaient donné des gifles et des coups de pied et avaient violemment poussé sa tête contre le mur. Ils lui avaient enfilé deux bâtons en bois dans la bouche. Ils l'avaient réveillé de nombreuses fois pour l'insulter et le priver de sommeil. Ils l'avaient privé de nourriture, ne lui avaient pas notifié ses droits et lui avaient fait signer des procès-verbaux sous la pression.
B. Le 3 février 2010, le Procureur général du canton de Genève a classé la procédure. Il a relevé que les allégations d'injures et menaces avaient été dénoncées bien au-delà du délai légal. S'agissant des infractions poursuivies d'office, il s'est référé au rapport d'enquête établi par l'état-major de la police judiciaire et a constaté que les affirmations de X._ n'étaient corroborées par aucun élément concret du dossier et que sa version des événements était catégoriquement contestée par les policiers concernés. De plus, l'audition des gendarmes ayant procédé à son arrestation n'avaient mis en évidence aucun abus de la part des policiers en civil, qui l'avaient traité de manière usuelle. Enfin, sa plainte n'était confirmée par aucune pièce faisant état d'éventuelles lésions corporelles.
C. Par ordonnance du 7 avril 2010, la Chambre d'accusation genevoise a rejeté le recours de X._ et confirmé la décision du Procureur général.
D. X._ dépose un recours au Tribunal fédéral. Il se plaint de l'absence de certaines mesures d'instruction et conteste le classement. Il requiert également l'assistance judiciaire.
Considérant en droit:
1. L'art. 81 al. 1 LTF confère la qualité pour former un recours en matière pénale à quiconque a pris part à la procédure devant l'autorité précédente, ou a été privé de la possibilité de le faire, et a un intérêt juridique à l'annulation ou à la modification de la décision attaquée, comme par exemple la victime, si la décision attaquée peut avoir des effets sur le jugement de ses prétentions civiles (ch. 5).
1.1 Constituent des prétentions civiles au sens de l'art. 81 al. 1 ch. 5 LTF, celles qui sont fondées sur le droit civil et doivent en conséquence être déduites ordinairement devant les tribunaux civils. Il s'agit principalement des prétentions en réparation du dommage et en tort moral au sens des art. 41 ss CO. Les prétentions de droit public, à plus forte raison lorsqu'elles ne peuvent être dirigées contre l'auteur lui-même mais uniquement contre la collectivité, et ne peuvent en conséquence être invoquées dans le procès pénal par voie d'adhésion, ne constituent, en revanche, pas des prétentions civiles au sens de ces dispositions (ATF 133 IV 228 consid. 2.3.3 p. 234).
Dans le canton de Genève, tous les services de police dépendent de l'exécutif cantonal (art. 1 et 6 de la Loi du 26 octobre 1957 sur la police; LPol/GE; RS/GE F 1 05). Les policiers sont des fonctionnaires cantonaux (art. 26 al. 1 LPol). En application de la réserve de l'art. 61 al. 1 CO, le canton de Genève a édicté la loi du 24 février 1989 sur la responsabilité de l'Etat et des communes (LREC/GE; RS/GE A 2 40). Selon l'art. 2 de cette loi, l'Etat de Genève et les communes du canton sont tenus de réparer le dommage résultant pour des tiers d'actes illicites commis soit intentionnellement, soit par négligence ou imprudence par leurs fonctionnaires ou agents dans l'accomplissement de leur travail (al. 1). Les lésés n'ont aucune action directe envers les fonctionnaires ou les agents (al. 2).
Partant, le recourant ne dispose d'aucune prétention civile à l'encontre des policiers genevois. Il n'a donc pas qualité pour recourir en application de l'art. 81 al. 1 let. b ch. 5 LTF.
1.2 Le lésé qui ne peut se prévaloir de la qualité de victime LAVI n'a en principe pas qualité pour former un recours en matière pénale. Il peut uniquement se plaindre d'une violation de ses droits de partie à la procédure, qui lui sont reconnus par le droit cantonal ou constitutionnel, lorsque cette violation équivaut à un déni de justice formel (ATF 133 IV 228 consid. 2.3.2 p. 232 s.). Il peut aussi agir par la même voie pour faire sanctionner une violation de son droit procédural à une enquête officielle approfondie et effective, au sens de la jurisprudence européenne relative à l'art. 3 CEDH (arrêt 6B_319/2007 du 19 septembre 2007, consid. 2), ou pour faire valoir qu'on aurait nié à tort la validité de sa plainte (art. 81 al. 1 let. b ch. 6 LTF).
En l'espèce, le recourant se plaint d'un défaut d'instruction. Il a qualité pour soulever ce moyen sur lequel il y a dès lors lieu d'entrer en matière.
2. Le recourant invoque l'absence de certaines mesures d'instruction. Ce faisant, il se plaint en réalité d'une violation de son droit à une enquête officielle approfondie et effective.
2.1 L'art. 3 CEDH interdit la torture ainsi que les traitements inhumains ou dégradants. Cette disposition, combinée avec l'art. 1 ou avec l'art. 13 CEDH, implique que tout individu qui prétend de manière défendable avoir été traité de façon inhumaine ou dégradante par un ou plusieurs agents de la force publique a droit à une enquête officielle approfondie et effective, qui doit pouvoir mener à l'identification et à la punition des responsables (cf. ATF 131 I 455 consid. 1.2.5 p. 462). Ces normes donnent ainsi un droit de nature procédurale à tout individu qui prétend de manière défendable avoir été torturé ou soumis à des traitements inhumains ou dégradants, indépendamment du mérite qui doit être finalement reconnu à ses allégations.
Pour constituer un acte prohibé par l'art. 3 CEDH, un mauvais traitement doit atteindre un minimum de gravité. Il ne suffit pas d'alléguer n'importe quelles violences pour que les autorités soient tenues de procéder à une enquête officielle en vertu de l'art. 3 CEDH et pour que, par conséquent, le recours en matière pénale soit ouvert pour faire contrôler par le Tribunal fédéral le caractère approfondi et effectif de l'enquête menée. D'après la jurisprudence de la Cour européenne des droits de l'homme, l'appréciation du minimum de gravité requis est relative par nature. Elle dépend de l'ensemble des données de la cause, notamment de la durée du traitement, de ses effets physiques ou mentaux, ainsi que parfois du sexe, de l'âge et de l'état de santé de la victime. Lorsqu'un individu se trouve privé de sa liberté, l'utilisation à son égard de la force physique alors qu'elle n'est pas rendue strictement nécessaire par son comportement porte atteinte à la dignité humaine et constitue, en principe, une violation du droit substantiel garanti par l'art. 3 CEDH (arrêt de la Cour européenne des droits de l'homme du 1er juillet 2004 dans la cause Rivas contre France, § 37).
Le droit à une enquête officielle approfondie et effective n'impose qu'une obligation de moyens, non de résultat (arrêt de la Cour européenne des droits de l'homme du 3 juin 2004 dans la cause Bati et autres contre Turquie, Recueil CourEDH 2004-IV, § 134). Il n'est donc pas violé du seul fait que les investigations menées n'ont pas permis de faire toute la lumière sur les faits litigieux. Néanmoins, il impose aux autorités de prendre toutes les mesures raisonnables possibles pour obtenir les preuves relatives aux faits en question, soit notamment les dépositions des témoins oculaires, les expertises et, le cas échéant, les certificats médicaux complémentaires propres à fournir un compte rendu complet et précis des blessures, ainsi qu'une analyse objective des constatations médicales, en particulier concernant la cause des blessures. Toute défaillance dans les investigations qui compromet la capacité de celles-ci à établir la cause des blessures ou les responsabilités risque de constituer une violation de l'art. 3 CEDH. Les autorités compétentes doivent agir avec célérité et diligence, de manière à éviter, notamment, toute apparence de tolérance d'actes illégaux (arrêt précité Bati, §§ 134 et 136).
2.2 Le recourant reproche à la police et à la Chambre d'accusation de ne pas avoir parlé des crimes de torture et de racisme.
L'autorité cantonale a tout d'abord constaté que les infractions de menaces et d'injures n'étaient plus poursuivables, que le recourant ne mettait plus en cause les gendarmes, qui avaient procédé à son interpellation, mais uniquement les inspecteurs qui étaient intervenus par la suite et a, par conséquent, confirmé le classement de la plainte s'agissant des gendarmes B._ et C._. Elle a ensuite examiné si les conditions de l'audition du recourant au poste d'Onex, puis son transfert dans les locaux de la police judiciaire, puis enfin sa garde à vue, étaient constitutives d'abus d'autorité, de lésions corporelles ou de violations de la LPol commis par les policiers mis en cause, à savoir D._ et E._.
Ce faisant, la Chambre d'accusation a examiné l'ensemble des infractions qui pouvaient être reprochées aux policiers, étant du reste rappelé que la qualification juridique des actes litigieux n'incombe pas au plaignant, mais aux autorités seules. La critique doit donc être rejetée.
2.3 Le recourant reproche aux autorités de ne pas l'avoir interrogé sur l'identité des policiers mis en cause, ni sur les lieux où se seraient déroulées les infractions dénoncées.
Ce grief est vain, l'identité des policiers mis en cause et les lieux de l'audition du recourant ayant été dûment établis, sans que l'intéressé n'allègue, ni ne démontre aucun arbitraire à ce sujet.
2.4 Le recourant reproche aux autorités de ne pas avoir auditionné les témoins F._, G._, H._, ni demandé une expertise au Dr I._.
2.4.1 La Chambre d'accusation a estimé que ces mesures d'instruction n'étaient pas justifiées pour les deux motifs suivants. D'une part, la procédure était suffisamment instruite, compte tenu des témoignages recueillis et de leur convergence, étant précisé que certains témoins n'avaient pas pu être entendus et que leurs auditions paraissaient disproportionnés, vu leurs départs à l'étranger. D'autre part, le recourant n'exposait pas en quoi une information contradictoire serait susceptible d'apporter des éléments complémentaires ou de modifier la teneur des déclarations recueillies.
2.4.2 Dans son recours, l'intéressé se contente d'affirmer que les autorités n'ont pas procédé à l'audition des témoins précités, ni requis d'expertise psychiatrique, sans toutefois critiquer la motivation qui lui a été opposée à ce sujet par la Chambre d'accusation, ni expliquer en quoi les mesures requises seraient susceptibles de modifier l'appréciation faite par les juges cantonaux. Insuffisamment motivé, son grief est irrecevable.
2.4.3 Par ailleurs, le Procureur général a ordonné une enquête confiée à la cheffe de la police. Dans ce cadre, les quatre policiers impliqués dans l'interpellation puis l'audition de l'intéressé ont été entendus. Des contacts ont également été pris avec H._ du centre LAVI et avec le Dr I._, qui a remis un rapport le 15 juin 2009. Une enquête a donc été diligentée suite à la plainte pénale déposée deux ans et demi après les faits dénoncés.
Or, du dossier ainsi constitué, aucun élément ne permet de corroborer la version des faits du recourant. En effet, ce dernier n'a produit aucun document ou certificat médical pour étayer les blessures alléguées. Le Dr I._ a, au contraire, indiqué ne pas avoir relevé de traces de mauvais traitements. Il a également précisé que, sur le plan psychologique, l'interpellation avait réactivé les symptômes du stress post-traumatique, séquelle des violences subies au Brésil, précisant que ce patient était suivi depuis avril 2005, pour les mêmes raisons. Ainsi, les problèmes psychiques de l'intéressé étaient apparus antérieurement à son interpellation et semblaient dus aux violences subies par le passé dans son pays. En outre, les déclarations des gendarmes B._ et C._, qui avaient pu entendre la discussion entre le recourant et les policiers D._ et E._, en raison du fait que la porte de la salle était entrouverte, avaient permis d'établir, d'une part, que l'audition du recourant avait effectivement eu lieu dans la salle LAVI et, d'autre part, qu'elle s'était déroulée normalement sans heurts et de manière calme et courtoise. Ainsi, l'ensemble des éléments recueillis vont à l'encontre de la version du recourant.
Les moyens d'instruction supplémentaires requis par le recourant ne sont pas susceptibles de modifier l'appréciation précitée. En effet, H._ a expliqué ne pas se souvenir du recourant et le Dr I._ a produit un rapport. Pour le reste, les deux autres témoins sont partis à l'étranger et on ne voit pas en quoi leur audition, plusieurs années après les événements, seraient susceptibles d'apporter des éléments pertinents et d'aboutir à une solution différente.
3. Le recours doit ainsi être rejeté dans la mesure de sa recevabilité. Comme il était voué à l'échec, l'assistance judiciaire ne peut être accordée (art. 64 al. 1 CP). Le recourant devra donc supporter les frais (art. 66 al. 1 CP), fixés en fonction de sa situation financière.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. La requête d'assistance judiciaire est rejetée.
3. Les frais judiciaires, fixés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Chambre d'accusation du canton de Genève.
Lausanne, le 23 juin 2010
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Juge présidant: La Greffière:
Schneider Bendani