In de loop van miljoenen jaren heeft het water van de Colorado deze kloof in het landschap doen ontstaan. Deze extreme erosie werd mogelijk doordat het gebied waarin de kloof ligt steeds verder omhoog rees. De Colorado erodeert ongeveer 16 cm per 1000 jaar. De canyon is ongeveer 435 kilometer lang en heeft een breedte die varieert tussen 15 en 29 kilometer. Het gesteente dat nu bloot komt te liggen is volgens metingen ca. 2 miljard jaar oud.