Dopo l'Old Faithful, questo magnifico canyon è forse il più noto elemento del parco. È lungo circa 32 km, profondo 250-360 m e largo 460-1200 m. Il colore brillante della riolite è dovuto ai composti ferrosi "cotti" dall'attività idrotermale. L'ossidazione del ferro è responsabile dei colori giallo, arancione, rosso e marrone. Al termine dell'ultima era glaciale, si sarebbero formate delle dighe di ghiaccio all'uscita del Lago Yellowstone. Quando si sono aperte, hanno rilasciato un'enorme quantità d'acqua, che ha scolpito il canyon.