科罗拉多河盆地（大峡谷是它的一部分）已有4000万年历史，但大峡谷本身的历史或许还不到600万年（大部分侵蚀是在最近200万年内才发生的）。所有这些侵蚀的结果就是——造就了地球上最完全的地质宝库之一。在冰河时期，相对较潮湿的气候使古科罗拉多河水系的总水量有所增加，从而加快了其下切河道的速度。530万年前，加利福尼亚湾（Gulf of California）被打开，使得古科罗拉多河河床位置降低。这一变化直接导致下切侵蚀比例的增加。从那时起至120万年前，古科罗拉多河下切到了与现在相差无几的深度