Die Geologie des Grand Canyon ermöglicht es, eine der vollständigsten Gesteinsfolgen unseres Planeten in Augenschein zu nehmen. Im Grand Canyon werden fast zwei Milliarden Jahre der erdgeschichtlichen Entwicklung dieses Teils Nordamerikas offengelegt. Zum überwiegenden Teil handelt es sich hierbei um Sedimentgesteine, die rund 1200 bis 2000 Millionen Jahre alt sind und somit eine Zeitspanne von einer Milliarde Jahre umfassen. Werden die jetzt metamorph vorliegenden suprakrustalen Gesteine der Vishnu Basement Rocks (Vishnu Grundgebirge) mit hinzugenommen, dann reichen die sedimentären Aufzeichnungen sogar bis 1750 Ma BP zurück. Die meisten Sedimente sind in warmen, flachen Schelfmeeren abgelagert worden, meist in Küstennähe. Neben Gesteinen marinen Ursprungs finden sich aber auch terrestrische Sedimente, erkennbar als fossilisierte Sanddünen einer ehemaligen Wüstenlandschaft.
Im Zuge der laramischen Gebirgsbildung, die vor rund 75 Millionen Jahren einsetzte, wurden die wesentlich weiter ostwärts gelegenen Rocky Mountains an steilen Bruchlinien in die Höhe gedrückt, aber auch in der Umgebung des Grand Canyon kam es zu einer weit angelegten Heraushebung. Vor 17 Millionen Jahren (Miozän) wurde der Anhebeprozess weiter beschleunigt und es entstanden die Colorado Plateaus, die den Grand Canyon umrahmen. Insgesamt dürfte das Grand Canyon in etwa um 3000 Meter emporgedrückt worden sein; dies erlaubte dem Vorläufer des jetzigen Colorado River, sich in die entstehende Plateaulandschaft einzufräsen. Das eigentliche Canyon entstand jedoch erst vor 5,3 Millionen Jahren, als sich der Golf von Kalifornien öffnete und damit die Erosionsbasis des Colorado auf Meeresspiegel reduzierte.
The Colorado Plateau, also called the Colorado Plateau Province, is a physiographic region of the Intermontane Plateaus, roughly centered on the Four Corners region of the southwestern United States. The province covers an area of 337,000 km2 (130,000 mi2) within western Colorado, northwestern New Mexico, southern and eastern Utah, and northern Arizona. About 90% of the area is drained by the Colorado River and its main tributaries: the Green, San Juan, and Little Colorado.
The Colorado Plateau is largely made up of high desert, with scattered areas of forests. In the southwest corner of the Colorado Plateau lies the Grand Canyon of the Colorado River. Much of the Plateau's landscape is related, in both appearance and geologic history, to the Grand Canyon. The nickname "Red Rock Country" suggests the brightly colored rock left bare to the view by dryness and erosion. Domes, hoodoos, fins, reefs, goblins, river narrows, natural bridges, and slot canyons are only some of the additional features typical of the Plateau.