动植物资源
动植物化石在大峡谷的沉积岩中并不丰富，而且大部分限于原始的藻类及软体动物、珊瑚、三叶虫及其他无脊椎动物。然而，今天大峡谷范围内的动物界却是多种多样而丰富的。常见的动物有种类很多的松鼠、丛林狼、狐狸、鹿、貛、红猫、兔、花鼠和有囊跳鼠。植物界也是多种多样的。峡谷的底部是柳和三角叶杨，这些在生长季节须有大量水分。在水分需要表的另一端是耐旱的植物，如丝兰、龙舌兰和许多种仙人掌。在大峡谷的边沿上，无论南沿或北沿，植物界都有很多种类。南沿有代表性的是发育良好的美国黄松林，还有分散的矮松和刺柏的植株。灌木植被中主要有矮栎、山地桃花心木和大棵山艾。北沿上则是美国黄松、白枞、黄杉、蓝云杉和白杨。在条件不太好的情况下，植物界就又回复变异到荒漠的种类了。
面临问题
水流问题
科罗拉多河在大峡谷的上游和下游均被建造水坝拦截，影响了正常的水流。上游是Glen峡谷水坝，形成Powell湖；下游是胡佛水坝，形成Mead湖，主要供水给位于荒漠中
的拉斯维加斯。这些水坝不仅限制了各种鱼和其他生物的活动，更重要的是它拦截了所有大洪水。大峡谷的许多地形过去都是由这些大洪水所塑造出来的，如今水流变慢变少了，许多地形就被改观了，直接影响到大峡谷的生态环境。比方说，因为缺乏由大洪水所带来的大量泥沙，大峡谷底部的许多沙滩都在消失当中。
空气污染问题
大峡谷周围大城市所产生的空气污染直接影响着大峡谷的景观：因为视野开阔，峡谷两岸又有一定距离，所以空气污染问题常常像是被放大了似的在此特别明显。空气素质好的时候，峡谷对岸清晰可见；空气污染严重的时候，峡谷对岸像是被笼罩在一层雾中。这个问题不好解决，因为国家公园管理局无权过问各大城市的空气污染排放量，各大城市也不对什么“世界遗产”的空气素质负责。大峡谷只好一厢情愿地期盼着各大城市严格限制并大副降低其空气污染排放量，听命于当时的风向、风速等自然条件了。
生态系统问题
自从西方人发现大峡谷以来，大峡谷的物理环境已被改变了许多，如前两段所说的水流问题和空气污染问题，这些改变都直接影响到大峡谷的生态环境。人类的活动又迅速地引进了许多外地的生物，它们与当地原有生物激烈竞争。这一切都破坏了大峡谷的生态系统平衡。
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