Der Grand Canyon erstreckt sich von Nordosten nach Westen im Norden Arizonas. Er trennt den Nordwesten des Bundesstaates, den sogenannten Arizona Strip, vom Rest Arizonas. Über den eigentlichen Grand Canyon gibt es keine Brücken, Süd- und Nordufer des Colorados sind auf Straßen nur östlich des Nationalparks bei Lees Ferry und Page oder rund 400 km weiter im Westen über Nevada am Hoover Dam verbunden. Der Südrand ist von Flagstaff zugänglich, der Nordrand und der Arizona Strip sind kaum besiedelt, die nächstgelegene Stadt ist St. George im benachbarten Utah.
Der Grand Canyon ist etwa 450 km lang (davon liegen 350 km innerhalb des Nationalparks), zwischen 6 und 30 km breit und bis zu 1800 m tief. Der Name Grand Canyon für groß und großartig wurde 1869 von John Wesley Powell geprägt. Vorher waren verschiedene Bezeichnungen im Umlauf.
Das Gebiet um das Tal wird in drei Regionen aufgeteilt: den Südrand (South Rim), der die meisten Besucher anzieht, den im Durchschnitt ca. 300 m höher gelegenen und kühleren Nordrand (North Rim) und die Innere Schlucht (Inner Canyon). Der Südrand des Grand Canyons liegt im Durchschnitt auf 2100 m ü. M., während der Colorado im Durchschnitt auf 750 m ü. M. fließt.
Flussaufwärts, im südlichen Utah liegen andere große Schluchten des Colorado. Der Glen Canyon, der seit 1964 im Stausee des Lake Powell versunken ist, galt landschaftlich als besonders schön. Weiter im Nordosten liegt der Canyonlands-Nationalpark. Flussabwärts, in der Nähe von Las Vegas, liegt der Stausee Lake Mead am Hoover Dam.