ग्रैंड कैन्यन घाटी संयुक्त राज्य अमेरिका के एरिजोना राज्य से होकर बहने वाली कोलोरेडो नदी की धारा से बनी तंग घाटी है। कोलोराडो और उसकी सहायक निदयों द्वारा करोड़ों वर्षों के अंतराल पर चट्टानों की परतों को काट-काट कर बनाई गई यह दुनिया की सबसे बड़ी घाटी (कैन्यन) है। यह घाटी अधिकांश: ग्रैंड कैन्यन नेशनल पार्क से घिरी है जो अमेरिका के सबसे पहले राष्ट्रीय उद्यानों में से एक था। भू-विशेषज्ञों के अनुसार कोलोरेडो नदी के बहाव से ग्रैंड कैन्यन घाटी कोई साठ लाख वर्ष पूर्व अस्तित्व में आई थी। ग्रैंड कैन्यन की लंबाई 446 किलोमीटर और गहराई 6,000 फीट से भी ज्यादा है। 277 कि.मी. लंबी इस घाटी में विभिन्न स्थानों पर इसकी चौड़ाई 6.4 से 29 कि.मी. तक है और गहरायी एक मील (1.83 कि.मी.) तक है।
पृथ्वी का 2 अरब वर्षों का भूगर्भीक इतिहास इसमें मौजूद है। लगभग 20 करोड़ वर्ष पूर्व कोलोराडो नदी और उसकी सहायक नदियों ने इस क्षेत्र को परत दर पर्त काटा था, और कोलोराडो पठार पृथ्वी की भीतरी हलचलों के कारण ऊपर उठ रहा था, तब पृथ्वी का भूगर्भीय इतिहास प्रकट हुआ था। ग्रैण्ड कैन्यन पश्चिम में आरंभ हुई और दूसरी पूर्व में भी साथ ही बनी। लगभग 60 लाख वर्ष पूर्व दोनों एक साथ मिल गई और यह संगम उस स्थान पर हुआ था, जहां आज नदी पश्चिम को मुड़ती है। यह स्थान कैबब मेहराब कहलाता है। आधुनिक अमेरिकी राज्य के 1779 में अस्तित्व में आने से पूर्व ग्रैंड कैन्यन घाटी में अमेरिकी इंडियंस रहते थे। इस घाटी की गुफाएं उनका घर थीं और वहां पर उनके कई धार्मिक पवित्र स्थान भी थे। इस स्थान पर पहुंचने वाले पहले यूरोपीय यात्री स्पेन के गार्सिया लोपेज दि गार्सेनाज थे जो यहां 1540 में पहुंचे थे। नए परीक्षणों के बाद भू-विशेषज्ञों का कहना है कि कोलोरेडो बेसिन एक करोड़ सत्तर लाख वर्ष पूर्व बना था। वर्ष 2008 में इस नई खोज को प्रकाशित किया गया था जो घाटी से मिले कैल्साइट की यूरेनियम जांच के बाद प्रकाश में आया था। हालांकि बाद में इस खोज पर बहुत विवाद भी हुआ था।
पूर्व अमेरिकी राष्ट्रपति थियोडोर रूजवेल्ट पिछली शताब्दी के आरंभ में ग्रैंड कैन्यन पार्क को राष्ट्रीय संपत्ति घोषित किया था। आज यह कई प्राणियों को संरक्षण देता है। कोलोरेडो नदी में भी पर्यटक कई तरह के जल-क्रीड़ा (वाटर स्पोटर्स) का आनंद भी उठाते हैं।