Das Rotauge erreicht eine Länge von 25 bis 50 Zentimetern, ein Gewicht von bis zu 3 Kilogramm und hat einen hochrückigen Körper mit grünlicher Ober- und weißer Bauchseite. Augen und Flossen sind rötlich. Die Körperform und Färbung kann je nach Gewässertyp variieren, in Fließgewässern sind Rotaugen schlanker und haben eine silbrige Schuppenfärbung an der Seite und in Baggerseen beispielsweise hochrückig und eine leichte Goldfärbung. Ein besonders auffallendes Kennzeichen ist die leuchtend rote Iris, daher rührt die Namensgebung. Außerdem hat das Rotauge keine Kieferzähne, sondern zerkleinert seine Nahrung mit den sogenannten Schlundzähnen.