그랜드캐년 길이 277miles(446Km) 협곡의 넓이는 가장 좁은 곳은 4마일 가장 넓은 곳은 18마일로(6.4~24km)로 평균 넓이는 10마일(16km) 입니다. 협곡의 깊이는 1mile(1.6km)이 넘는 지구상에서 제일 큰 협곡입니다. 평균고도는 사우스림이 7000 feet (2134 m) 노스림은 8000 feet(2438 m)입니다.

2~3억년전 지구의 모든 대륙이 판게아라는 초대륙으로 뭉쳐져 있을 때 이곳은 바다였던 곳입니다. 그러다가 2억 전부터 판게아 대륙이 남북으로 갈라지면서 남쪽의 곤드와나와 북쪽의 로라시아 대륙으로 나뉘어지고 이 로라시아 대륙은 시간이 흐르면서 1억 5천만년전에 유라시아 대륙과 북미대륙 갈라지기 시작했습니다. 이때 북미대륙은 서쪽의 태평양 바다로 이동을 하면서 새로운 대륙을 형성했는데 7,000만년전 Laramide orogeny 이라는 조산운동이 태평양판이 북미대륙판을 들어 올리면서 현재의 콜로라도 대고원지대가 융기를 하면서 시작됩니다. 당시 그랜드캐년을 비롯한 록키산맥 서쪽의 콜로라도 대고원지대는 얕은 바다와 해안 저지대를 구성하고 있었습니다.

당시 지층이 2miles(3,200m)가량 융기를 해서 현재의 콜로라도 대고원지대와(Colorado Plateau)이 록키 산맥이 형성이 되었습니다. 이 콜로라도 대고원지대가 융기를 하는 과정이 일반적인 대륙충돌의 과정과는 조금 달랐습니다. 일반적으로 해양판과 대륙판이 충돌을 할 경우에는 해양판이 멘틀로 미끄러져 내려가면서 산맥을 형성하지만, 이 경우는 해양판이 대륙판 아래로 들어가면서 지층을 위로 올려 버린 형태가 된것입니다. 그러면서 지각의 균열이 생기고 그 위에 오랜세월동안 퇴적이 이루어지게 됩니다. 그위로 록키산맥에 수원지를 두고 있는 콜로라도 강이 흐르면서 계곡의 지층을 침식시키면서 깊은 협곡을 만들게 됩니다. 이때 지층의 단층대에 따라서 암석이 부드러운 부분도 있고 강한 부분도 있는데, 그랜드캐년의 지층은 약하고 부드러운 지층과 강한 지층이 계단형태로 위아래로 쌓여 있습니다. 그래서 물살에 쉽게 침식되는 부드러운 지층이 침식이 되면 강한 지층을 받쳐주지 못하게 때문에 강한지층이 함몰이 됩니다. 이러면서 절벽이 형성됩니다. 

그리고 그랜드캐년은 협곡 446km를 중간 정도를 기준으로 하면 동북쪽 지역은 전체적으로 북쪽이 협곡의 폭이 넓고 다양합니다. 사우스림의 남쪽은 협곡을 기준으로 수평한 1자 형태를 형성하고 있으나 북쪽은 여러개의 크고 작은 협곡들이 남북으로 형성되어 있습니다. 그이유는 그랜드캐년의 대지가 수평이 아니고 고도가 북쪽이 남쪽보다 높기 때문에 북쪽의 빗물은 협곡 방향으로 내려오면서 새로운 작은 협곡들을 만들어 내지만, 남쪽의 경우 대지에 비가 내리면 협곡으로 물이 내려가는 것이 아니라 지대가 더 낮은 협곡의 남쪽 부분으로 흐르기 때문입니다. 그런이유로 콜로라도 강을 중심으로 북쪽지역이 더 많이 침식이 되어 있고 협곡의 폭도 더 넓은 상황이 됩니다.

그러나 협곡의 중간 지점의 서쪽인 Havasu 원주민 자치구 일대 부터는 오히려 남쪽의 협곡이 더 크거나 협곡의 숫자가 더 많습니다. 이지역은 대체로 콜로라도 강을 기준으로 해서 남북의 고도차가 크기 않기 때문이고 협곡의 남쪽 지역의 고도가 많이 내려가기 때문입니다.

콜로라도 강이 그랜드캐년을 형성하는 데 걸린 시간은 600만년 정도로 추정을 합니다. 최근에 협곡의 역사가 1200만년-1700만년을 주장하는 학설이 나오기도 했으나, 아직 공식적으로 인정되는 학설은 아닙니다. 그리고 콜로라도 강이 발원을 한 시기는 4000만년 전으로 추정하고 있습니다.

강물이 만들어낸 협곡의 지층대는 2억년전부터-20억년 사이의 지구의 유구한 시간을 담고 있습니다. 이 지층대들은 수십가지의 다양한 암석과 크게는 15개 정도의 단층대로 구성되어 있습니다. 이단층대는 지질학의 보고로 지구의 역사를 찾는 과정에서 아주 중요한 역할을 하고 있습니다.

결론적으로 그랜드캐년이 바다였다가 올라온 시기는 7000만년전이고, 현재와 같은 협곡이 형성이 시작된 것은 600만년 전부터 시작이 된 것으로 추정하고 있습니다.