Nuolihaukka on pitkä- ja teräväsiipinen haukka, jonka lentotapa on nopea, jäntevä ja ketterä. Aikuisen linnun selkäpuoli on tummanharmaa ja vatsapuoli vaalea tummin pitkittäisviiruin. Kurkku on selvästi valkoinen ja kasvoilla näkyy tumma viiksijuova, ja alaperä sekä housut ovat punaruskeat. Nuorelta linnulta punaruskea alaperä puuttuu ja yleisväritys on ruskeampi. Koivet ovat keltaiset ja nokka sinertävänharmaa mustalla kärjellä. Vahanahka on aikuisella keltainen ja nuorella sinertävä, ja silmän ympärillä näkyy keltainen silmärengas.
Nuolihaukka muistuttaa muuttohaukkaa, mutta on selvästi sirompi, kapeampisiipinen ja pitkäpyrstöisempi.
Nuolihaukka saalistaa ilmassa hyönteisiä ja pikkulintuja ja voi pyydystää myös pääskyjä ja tervapääskyjä vauhdikkailla syöksyillä. Laji pesii tavallisesti vanhassa variksen pesässä korkealla männyssä, ja pesimäreviirit sijaitsevat usein kosteikkojen, lintujärvien, merenlahtien tai metsäsaarten läheisyydessä.
Elinympäristöä ovat korkeapuustoiset metsät, rantametsät, suot, lintujärvien reunat, merenlahdet ja pienet metsäsaaret, ja saalistus tapahtuu avoimilla alueilla ja kosteikoilla. Suomessa levinneisyysalue kattaa maan etelä- ja keskiosat, ja laji on harvalukuinen Tornion ja Kuusamon pohjoispuolella.
Pitkän matkan muuttaja, joka talvehtii Saharan eteläpuoleisessa Afrikassa ja trooppisessa Aasiassa.
Petolintujen ruutuseurannan mukaan pesimäkanta kasvoi 1980-luvulta 2000-luvulle ja on 2010-luvun alun jälkeen kääntynyt laskuun, kun taas levinneisyys Suomessa ei ole merkittävästi muuttunut. Lintuasemaseurannassa havaintomäärät yli kolminkertaistuivat.
Pesimäkanta-arvio, lähde: EU:n lintudirektiivin 12 artiklan raportointi.
Aineistot: GBIF (CC0/CC BY), Tilastokeskus sekä Punaisen kirjan verkkopalvelu.