大峡谷是科罗拉多河的杰作。这条河发源于科罗拉多州的落基山，洪流奔泻，经犹他州、亚利桑那州，由加利福尼亚州的加利福尼亚湾入海。全长2320公里。“科罗拉多”，在西班牙语中，意为“红河”，这是由于河中夹带大量泥沙，河水常显红色，故名。
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”。
科罗拉多大峡谷的形状极不规则，大致呈东西走向，总长349公里，蜿蜒曲折，像一条桀骜不驯的巨蟒，匍伏于凯巴布高原之上。它的宽度在6公里至25公里之间，峡谷两岸北高南低，平均谷深1600米，谷底宽度762米。科罗拉多河在谷底汹涌向前，形成两山壁立，一水中流的壮观，其雄伟的地貌，浩瀚的气魄，慑人的神态，奇突的景色，世无其匹。
1903年美国总统 西奥多-罗斯福来此游览时，曾感叹地说：“大峡谷使我充满了敬畏 ，它无可比拟，无法形容，在这辽阔的世界上，绝无仅有。”
印第安人传说，大峡谷是在一次洪水中形成。当时上帝化人类为鱼鳌，始幸免于难。因此当地的印第安人至今仍不吃鱼鲜。实际上，刻凿大峡谷的工作，并非一朝一夕之功，而是经历了几十亿年的漫长岁月，而且至今犹未停歇，直至永远。人类不能觉察每天镌刻的进度，但时间的演进，却显示了令人不能置信的伟观。
科罗拉多大峡谷由于地层结构不同，松密不一，河水的横冲直撞，有时造成大片坍陷，有时却只遗下一道罅隙；有时如怒涛般的激荡，有时又如锯齿般的侵蚀；如平流迂缓，则留下平缓的痕迹，如激流翻卷，则产生突兀的纹饰。
这条漫长的峡谷，就百态杂陈，有的宽展，有的狭隘；有的如蜂窝；有的如蚁穴；有的尖耸如宝塔，有的堆积如砖石；有的如孤峰孑立，有的如洞穴天成，人们对这些大自然的杰作，依形命名，冠以一些含有神话故事的名称，如阿波罗神殿、狄安娜神庙、婆罗门寺宇等。
其北缘的“天使窗”，是一面山嶂上出现的一个通天空洞，其南缘的“美德岬”，像古代将军挂印拜帅的将台，尤其是谷壁地层断面，纹理清晰，层层叠叠，就像万卷诗书构成的曲线图案，缘山起落，循谷延伸，又如一幅万里绸带，在大地上宛转飘舞。游人至此，无不赞叹大自然的鬼斧神功的奇妙。
峡谷的颜色，又因两壁岩石的种类、风化的程度、时间的演变，以及所含矿物质的各异，而各有不同，铁矿石在阳光照射下，呈现五彩，其它氧化物则产生各种暗淡的色调，石英岩又会显出白色，因之，形成一块块鲜红，一方方深赭，一团团黝黑，一片片铁灰，大地像一块巨大的五色斑斓的调色板，美不胜收。而有的因为夹有泥土长出了草木而带一些诗意，有的又因谷底弥漫着水雾，而微显淡紫。
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