פרופ' רוטנשטרייך עוסק לאורך כל השנים במחקר ופיתוח שיטות טיפול חדשניות ומתקדמות.
תחומי המחקר העיקריים של ד"ר רוטנשטרייך כוללים פיתוח שיטות ניתוח חדשניות, פיתוח טיפולים חדשניים המבוססים על תאי גזע וננוטכנולוגיה למחלות ניוון רשתית וניוון מקולרי, ופיתוח כלים דיאגנוסטיים חדשניים לבדיקת תפקוד הרשתית. 
​
כחלק מעבודת המחקר שלו ועשייתו הרבה בתחום החדשנות והפיתוח, הוא יזם שהקים חברות סטארט-אפ העוסקות בתחום רפואת עיניים.