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.
Morphologische Unterschiede zwischen Rotauge und Rotfeder
Das Rotauge wird oft mit einer verwandten Art, der Rotfeder (Scardinius erythrophthalmus), verwechselt, da sie sich sehr ähnlich sehen. Die Arten unterscheiden sich jedoch durch den Stand von Bauch- und Rückenflosse: Während sich beim Rotauge beide Flossen auf gleicher Höhe befinden, ist die Bauchflosse der Rotfeder leicht vorgezogen. Noch leichter fällt die Unterscheidung anhand ihrer Mäuler: Die Rotfeder hat ein oberständiges und das Rotauge ein endständiges Maul.
Neben diesen Hinweisen wird zur Unterscheidung zudem herangezogen, dass das Rotauge zwischen Bauch- und Afterflosse eine gerundete Bauchkante in Gegensatz zur gekielten Bauchkante der Rotfeder hat und die Augen (oft nur im Vergleich feststellbar) wirklich rot im Gegensatz zum Goldgelb der Rotfeder sind. Ein weiteres Merkmal ist die Anzahl der Schuppen in der Seitenlinie. Besitzt hier das Rotauge zwischen 39 und 48, sind dies bei der Rotfeder 40 bis 42. Ein weiterer, recht ähnlicher Fisch ist der Aland, der jedoch deutlich kleinere Schuppen besitzt (55 bis 60) und einen gelben Augenkreis aufweist. Die Laichzeit beginnt meist im Mai und endet meist im August.
Hybridisierung mit anderen Arten
Zwischen Rotauge, Rotfeder, Aland und Brassen kommt es häufig zu Hybriden, also natürlichen Kreuzungen, sofern diese Arten zur gleichen Zeit im gleichen Gewässerabschnitt ablaichen. Eine eindeutige Bestimmung der Zugehörigkeit oder einer Nichtzugehörigkeit ist bisweilen lediglich auf der Basis einer DNA-Analyse möglich.