科罗拉多河的长期冲刷，不舍昼夜地向前奔流，有时开山劈道，有时让路回流，在主流与支流的上游就已刻凿出黑峡谷、峡谷地、格伦峡谷，布鲁斯峡谷等19个峡谷，而最后流经亚利桑那州多岩的凯巴布高原时，更出现惊人之笔，形成了这个大峡谷奇观，而成为这条水系所有峡谷中的“峡谷之王”。大峡谷以小科罗拉多河为起点，是全长2190千米的科罗拉多河强烈的侵蚀切割形成的19个主要峡谷中最长最宽最深的一个，也是最著名的一个。
科罗拉多高原的“桌状高地”，即顶部平坦侧面陡峭的山。这种地形是由侵蚀(切割和剥离)形成的。在侵蚀过程中，高原上较坚硬的岩石在河谷之间形成山脊，侵蚀十分活跃。其结果是一个平台山或堡垒山。科罗拉多高原在北美的土地为克拉通山脉区域,由于相对稳定,表面波动变化很小,地下室的前寒武纪结晶岩石覆盖着厚厚的每个地质时期的存款,是明确的水平,不同地层的色调,并包含典型的地质时期的化石。
岩性不同，岩层颜色各异，由外力雕刻成千奇百怪的峰岩和岩柱。随着天气、水、光和山的颜色的变化，自然景观是壮观的。峡谷的两面墙和谷底的气候和景观是非常不同的。北墙比南墙高，气候寒冷潮湿，树木青翠;谷底干热，呈现沙漠景观。蜿蜒穿过谷底的科罗拉多河很深，横跨大峡谷的河床下降到每公里150厘米，是密西西比河的25倍。50%的下降是集中的，在峡谷的部分地区形成了急流景观。正因为如此，沿峡谷航行漂流成为引人入胜的探险行动。
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