Polisen sa att kvinnan hade blivit attackerad efter att ha tagit emot en hiss av tre män i en lastbil i Manali, en semesterort i staten.
Inga gripanden har gjorts men polisen har satt upp vägspärrar och letar efter de misstänkta.
Granskningen av sexuellt våld i Indien har ökat sedan en elev våldtogs och mördades på en buss i Delhi i december.
Gängvåldtäkten av eleven utlöste omfattande protester och fick regeringen att ändra lagar som gällde våldtäkt i Indien.
Fem män och en ung har åtalats för våldtäkten. En av männen har sedan dess hängt sig i fängelse, säger ämbetsmän.
I Manali-fallet säger polisen att de tre männen körde kvinnan till en avskild plats där de våldtog henne och rånade henne.
Efter att ha anlänt till Manali på måndagen hade hon varit på besök i Vashisth, ett närliggande turistområde populärt bland utlänningar, men blev försenad och hade letat efter en taxi i början av tisdagsmorgonen.
"Därför att det hände på natten, kunde hon inte läsa lastbilsnumret. Omkring klockan 7 satte vi upp kontroller överallt och vi har letat efter de misstänkta, "överordnad lokal polis tjänsteman Vinod Dhawan berättade BBC Hindi.
"Vi har hittat ledtrådar på brottsplatsen."
Ett fall av våldtäkt anmäldes efter det att kvinnan hade blivit medicinskt undersökt på ett lokalt sjukhus, säger polisen.
Den amerikanska ambassaden i Delhi sa att den var medveten om fallet. "Vi är i kontakt med myndigheter men på grund av frågor om integritet har vi ingen ytterligare kommentar," en talesman berättade för BBC.
Angreppet kommer efter det att en schweizisk turist blev våldtagen i delstaten Madhya Pradesh i mars – sex män arresterades i samband med det angreppet.
Samma månad antog Indien en ny lag som innehöll hårdare straff, däribland dödsstraff i vissa fall för våldtäktsmän.
Anmälda fall av sexuella övergrepp ökar i Indien, även om utländska turister sällan är riktade.
Den indiska polisen säger att en 30-årig amerikansk kvinna har blivit våldtagen i norra delstaten Himachal Pradesh.