Een volwassen rotszwaluw heeft een totale lichaamslengte van 13 tot 15 centimeter, een vleugelspanwijdte van 32 tot 34,5 centimeter en een gemiddeld gewicht van 23 gram.
Het verenkleed is grauwbruin aan de rug- of bovenzijde en lichter gekleurd aan de onder- of buikzijde. De rotszwaluw is het lichtst op zijn borst en bovenste gedeelte van de buik. De onderzijde van de vleugels is bijna zwart, net als de onderzijde van de staartveren. Verder is de staart kort, vierkant en is niet-gevorkt. Op de staartveren zitten witte vlekken, met uitzondering van de binnenste en de buitenste staartpennen. De rotszwaluw heeft bruine ogen en een kleine zwarte snavel. De bruinroze poten zijn net als bij de meeste zwaluwsoorten weinig gespierd. Het uiterlijk is voor beide geslachten hetzelfde en biedt een doeltreffende camouflage wanneer de rotszwaluw op de rotsen zit. Juvenielen zijn te herkennen aan bruingele veerpunten op de kop, de onderzijde van de vleugels en de bovenzijde van de romp.
De meeste rotszwaluwen zijn standvogels, maar sommige van de noordelijkste populaties zijn trekvogels. Europese populaties overwinteren in Noord-Afrika, Senegal, Ethiopië en de Nijlvallei; Aziatische populaties doen dit in Zuid-China, India en het Midden-Oosten. In zeldzame gevallen zijn 's zomers dwaalgasten buiten hun broedperiode in noordelijker gelegen gebieden aangetroffen, zoals Groot-Brittannië en Zweden. In Nederland werd in 2005 een eerste onbevestigde waarneming gedaan op Terschelling. Tussen 2006 en 2010 werden zes bevestigde waarnemingen gedaan in Zeeland, Noord-Holland en Zuid-Limburg. In Gambia zijn ook dwaalgasten aangetroffen, honderden kilometers ten zuiden van het overwinteringsgebied.
zeldzame gevallen zijn 's zomers dwaalgasten buiten hun broedperiode in noordelijker gelegen gebieden aangetroffen, zoals Groot-Brittannië en Zweden. In Nederland werd in 2005 een eerste onbevestigde waarneming gedaan op Terschelling. Tussen 2006 en 2010 werden zes bevestigde waarnemingen gedaan in Zeeland, Noord-Holland en Zuid-Limburg. In Gambia zijn ook dwaalgasten aangetroffen, honderden kilometers ten zuiden van het overwinteringsgebied.
De rotszwaluw heeft een voorkeur voor bergachtig gebied met veel steile rotswanden, waar hij tot op grote hoogte voorkomt. Hij is goed bestand tegen koude, maar heeft een voorkeur voor droog, warm gebied met veel rotsen en kloven. Hij komt vooral voor op een hoogte van 2000 tot 2700 meter boven de zeespiegel, maar in Centraal-Azië zijn nesten aangetroffen op een hoogte van 5000 meter. De rotszwaluw deelt zijn voorkeur voor de broedlocaties met die van Savi's dwergvleermuis (Hypsugo savii), die bovendien vrijwel hetzelfde verspreidingsgebied in Europa heeft. Deze twee dieren worden daarom vaak in elkaars nabijheid aangetroffen. In het zuiden van Azië overlapt het leefgebied van de rotszwaluwen die van Indische rotszwaluwen en samen roesten ze in kolonies op kliffen of gebouwen. Buiten de broedperiode wordt de rotszwaluw ook wel waargenomen in andere gebieden, zoals laagland, weiden, kustgebieden, meren en moerassen.
De rotszwaluw vliegt vaak dicht langs rotswanden en oude ruïnes en wordt ook soms in steden aangetroffen. In tegenstelling tot de meeste zwaluwsoorten vormen rotszwaluwen slechts kleine, losse groepen en broeden ze vaak solitair. In de winter komen vaak grotere groepen bij elkaar in roestplaatsen. De rotszwaluw verdedigt zijn broedgebied fel en is agressief naar veel andere vogelsoorten. Tegenover huiszwaluwen is hij vrij tolerant, waarschijnlijk omdat deze kolonievogels een eventuele bedreiging eerder zullen opmerken.
De rotszwaluw is zoals alle zwaluwen een behendige vlieger. Hij kan dankzij zijn lange, flexibele slagpennen scherpe bochten in zijn vlucht maken, zodat hij dicht langs de rotsen kan vliegen. In vergelijking met andere zwaluwen vliegt de rotszwaluw relatief langzaam en maakt hij veel glijvluchten. De gemeten gemiddelde snelheid bij het trekken is 9,9 meter per seconde, die van een gemiddelde zwaluw is ongeveer 11 meter per seconde.
De rotszwaluw jaagt op vliegen, mieren, kevers, spinnen en andere ongewervelden. Hij vangt meestal tot op grote hoogte vliegende insecten, maar pikt zijn prooi ook vanaf rotsen, de grond of de waterspiegel. In kliffen langs de zee waar veel golfslag is profiteert de rotszwaluw van de opvliegende insecten. In Spanje en Italië is waargenomen dat steenvliegen, schietmotten en schaatsenrijders die de rotszwaluw in en rond wateroppervlakten vangt een belangrijk deel van zijn dieet uitmaken. In de broedperiode jaagt de rotszwaluw in tegenstelling tot de meeste andere zwaluwsoorten vaak binnen zijn nestterritorium.
De broedperiode van de rotszwaluw is van mei tot oktober. In deze periode worden één of twee broedsels grootgebracht. In tegenstelling tot andere in Europa broedende zwaluwen broedt de rotszwaluw solitair of in kleine kolonies, zelden groter dan tien koppels. In het laatste geval worden de nesten met een tussenruimte van dertig meter van elkaar gebouwd en agressief tegenover soortgenoten en andere vogels verdedigd.
Het nest wordt door het koppel samen in één tot drie weken gebouwd aan de zonzijde in holten of onder overhangende rotsen, soms ook aan hoge gebouwen of onder bruggen. Het is komvormig met een opening aan de bovenzijde en wordt gemaakt van modder en van binnen bekleed met zachte materialen, zoals veren en droog gras. Rotszwaluwen gebruiken hun nest ook voor latere broedsels.
Een broedsel bestaat uit twee tot vijf witte eieren met roodbruine vlekken, voornamelijk aan de brede onderzijde. Gemiddeld meten ze 20,2 bij 14,0 millimeter en wegen ze 2,08 gram. De eieren worden voornamelijk door het vrouwtje uitgebroed en komen na 13 tot 17 dagen uit. Beide ouders voeren de juvenielen en vliegen elke twee tot vijf minuten aan met ongewervelde diertjes. Hiervoor moet het koppel dicht bij het nest blijven jagen. Na 24 tot 27 dagen verlaten de juvenielen voor het eerst het nest, maar blijven de eerste twee à drie weken nog gevoerd worden. Bij een Italiaanse studie bedroeg het broedsucces 80,2 procent en waren er gemiddelde 3,1 vliegvlugge juvenielen per broedsel.
De slechtvalk komt voor in het rotsachtige leefgebied van de rotszwaluw en behoort dankzij zijn snelheid tot de voornaamste natuurlijke vijanden. Andere vogels die de rotszwaluw in zijn leefgebied belagen zijn torenvalken, sperwers, Vlaamse gaaien en raven. Het is een enkele keer waargenomen dat de rotszwaluw werd belaagd door kraaienterwijl hij over de Himalaya trok. Parasieten van de rotszwaluw zijn onder andere steekvliegen, vlooien en bloed zuigende mijten, zoals Dermanyssus chelidonis.
In 2004 werd de Europese populatie van de rotszwaluw geschat op tussen de 360.000 en 1.100.000 exemplaren, inclusief 120.000 tot 370.000 broedpaartjes. Op basis hiervan bedraagt de wereldwijde populatie volgens een ruwe schatting 500.000 tot 5.000.000 exemplaren. Het aantal rotszwaluwen neemt jaarlijks toe, wat mogelijk te danken is aan het toenemende aantal gebouwen die gebruikt kunnen worden als nestlocaties. Om deze redenen staat deze zwaluw als 'niet bedreigd' (Least Concern) op de Rode Lijst van de IUCN.
