一番の特徴は、黒い羽の真ん中を縦に走りぬけるあざやかな青緑色のすじ模様です。この部分は半透明になっていて、光が透けるととてもきれいです。アゲハチョウの仲間ですが、羽の後ろ側にある突起(尾状突起)がほとんどなく、全体的にすっきりした形をしています。
成虫はツツジ、ヤブガラシ、ヒャクニチソウなどの花からミツを吸います。また、夏場にオスが道路の水たまりや川辺の湿った地面に集まり、集団で水を飲む姿(吸水行動)がよく見られます。幼虫はクスノキやタブノキ、シロダモといった植物の葉っぱだけを食べます。クスノキは公園や街路樹としてよく植えられているため、都会でもアオスジアゲハがたくさん暮らすことができます。生まれたばかりの幼虫は黒っぽい色をしていますが、大きくなるとクスノキの葉っぱにそっくりな鮮やかな緑色になります。これを保護色といい、敵から身を守るのに役立っています。また、幼虫をつついたりすると、頭の後ろから黄色いツノ(臭角)を出して、柑橘類に似た強いにおいを出して敵を驚かせます。