Каньон представляет собой бездну, глубиной около 1,8 км. Возник каньон в результате размыва горных пород плато водами реки Колорадо. Ущелье достигает 350 км в длину, а его средняя ширина составляет около 16 километров.
Каньон начал формироваться 65 млн. лет назад. Тогда горно-образующие процессы привели к постепенному подъему территории современного плато. Но уровень русла реки Колорадо остался прежним. Миллионы лет, в то время как высота местности продолжала увеличиваться, река размывала под собой всё новые и новые породы, выбрасывая в Калифорнийский залив миллиарды тонн песка и камня. Глубина ущелья продолжает увеличиваться и сегодня.