科罗拉多大峡谷位于美国亚利桑那州、科罗拉多高原上，由于科罗拉多河穿流其中，故因此而得名。科罗拉多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，由加利福尼亚湾入海。“科罗拉多”在西班牙语中意思是“红河”，这是因为河中夹带大量泥沙，河水常显红色，由此命名。大峡谷全长446千米，平均宽度16千米，平均谷深1600米，最大深度1740米。
从地质角度上来看，大峡谷有着极高的研究价值。从远古时代保留下来的巨大石块，裸露在峡谷壁上，因其外形的粗犷而异常美丽。这些暴露的岩层无声地记载了北美大陆早期地质形成发展的过程。当然，这里也是地球上关于风蚀研究所能找到的最迷人的景点。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个主要峡谷中最著名的一个，也是最长、最宽、最深的一个。
科罗拉多大峡谷的形成经过了漫长的岁月，在几千万年甚至几万万年中，科罗拉多河的激流一刻不停地冲刷着它，在高原上雕刻出一道巨大的横沟，并赋予它光怪陆离的形态，其形状颇不规则，大致呈东西走向。冬季，高达四千多米的落基山上被一层厚厚的积雪所覆盖；夏季，山上雪水从科罗拉多河上游倾泻而下，不断冲刷、切割两岸的岩石，形成了科罗拉多河中部这条蜿蜒曲折的大峡谷。今天科罗拉多河已流向他方，但人们站在绝壁上，仍可想象出当年在幽深的河谷中，巨浪排空、波涛咆哮的壮丽景象。大峡谷两岸都是红色巨岩断层，岩层嶙峋，堪称鬼斧神工。两岸重峦叠嶂，夹着一条深不见底的巨谷，显得无比的苍劲壮丽。非常奇特的是，伴随着天气变化，水光山色变幻莫测，天然奇景蔚为壮观。
更为奇异的是，这里的土壤大都是褐色，但在阳光照耀下，依太阳光线的强弱，岩石的色彩变幻无穷，时而是棕色、时而是深蓝色、时而又是赤色。这时的大峡谷七彩缤纷、苍茫迷幻，好像一块巨大的调色板，又似仙境落人间。这种自然现象的产生是由于大峡谷谷壁的岩层中含有不同的矿物质，因而它们在阳光的照耀下反射出不同的色彩。铁矿石在阳光下会形成红、绿、黑、棕等颜色，石英岩会显出白色，其它氧化物则产生各种暗淡的色调。多变的色彩彰显出大自然的斑斓诡谲，扑朔迷离。
由于大峡谷的地层结构不同，疏密有别，加之地质年代各异，经河水冲刷后，就形成了许多形状奇特、变化无穷的岩峰峭壁和洞穴。有的如蜂窝，有的如蚁穴，有的孤峰孑立，有的洞穴天然。当地人按其各自的形态、风格，冠以一些具有神话意味的美丽名称，如阿波罗神殿、狄安娜神庙、婆罗门神庙等等。大峡谷中有几处名传天下的胜景。它们是“天使之窗”、“皇家山谷”、“帝王展望台”和“光明天使谷”等。其中，“天使之窗”位于南缘，它是一面山峰上出现的一个通天空洞。“帝王展望台”位于北缘，宛如一位古代将军挂印拜帅的将台。
大峡谷不仅风光旖旎，而且野生动植物种类繁多，堪称一个庞大的野生动植物园。据统计，目前已发现的动物，禽类、鸟类、哺乳动物类、爬行和两栖类动物多达四百多种，而各种植物则多达1500种。