El Valles Marineris atraviesa Marte como el Gran Cañón atraviesa Estados Unidos, con la diferencia de que este último es minúsculo en comparación. Con 4.000 km de largo, 200 km de ancho y hasta 7 km de profundidad, el Valles Marineris es casi diez veces más largo, veinte veces más ancho y cinco veces más profundo que el Gran Cañón. Como sistema de cañones más grande del Sistema Solar, abarcaría la distancia desde el extremo norte de Noruega hasta el extremo sur de Sicilia.
Hay otra gran diferencia entre ambos: mientras que el Gran Cañón se formó por la erosión del río Colorado, se cree que el Valles Marineris se formó por la extensión (estiramiento) de la corteza, asociada al surgimiento de la cercana meseta de Tharsis y sus volcanes. Esta «grieta» en la corteza se amplió posteriormente por la erosión.