Hiện tượng này, mang tên "sự đảo ngược nhiệt độ" xảy ra khi luồng không khí nóng ở trên "nhốt" tầng không khí lạnh bên dưới.

Thông thường nhiệt độ giảm dần khi chúng ta leo từ chân núi lên đỉnh. Hiện tượng đó xảy ra do phần lớn năng lượng mặt trời biến thành nhiệt trên mặt đất. Nhiệt đó nung nóng lớp không khí bên trên. Nhưng khi sự đảo nhiệt diễn ra, nhiệt độ không khí tăng dần theo độ cao.

Sự đảo nhiệt xảy ra một hoặc hai lần mỗi năm, thường vào mùa đông, song phần lớn chúng chỉ tác động tới một phần hẻm núi Grand Canyon.

Người ta phải chờ tới 10 năm để sự đảo nhiệt tác động tới toàn bộ hẻm núi.

Trong khoảng thời gian sự đảo nhiệt diễn ra, lượng hơi nước tích tụ trong không khí rất lớn, gấp khoảng gần 4 lần so với những giai đoạn bình thường.