【病因学】
需氧性的革兰氏阴性菌是主要致病菌，最常见的是大肠杆菌和变形杆菌。变形杆菌有很强的合成尿素酶的能力，尿素酶分解尿素，使尿液碱化，导致磷酸盐析出，形成磷酸镁铵和磷酸钙结石。克雷白氏杆菌合成尿素酶的能力较弱，但可合成其他有利于形成结石的物质。
革兰氏阳性球菌，尤其是凝固酶阳性葡萄球菌（表面葡萄球菌、腐败寄生葡萄球菌）、金黄色葡萄球菌和D组链球菌（肠球菌）偶尔亦引起急性肾盂肾炎。葡萄球菌可通过血液途径侵入肾脏引起菌尿症和肾脓肿。厌氧菌引起的肾盂肾炎较罕见。
【发病机理】
肾脏感染通常由下尿路上行感染，血行感染不常见，淋巴道感染非常罕见。
女性尿道较短且接近肛门，因此尿道口周围的致病菌容易通过性交和阴道检查进入膀胱。有生物学、解剖和其他异常因素引起局部防御机制缺陷的女性患者，其阴道口和尿道口周围常有致病菌繁殖，容易引起上行尿路感染。
男性不易发生上行感染，男性尿道较长，尿道口离肛门较远。此外，正常的前列腺分泌的杀菌物质可防止致病菌的侵入。
一旦致病菌通过尿道进入膀胱，是否发生感染则取决于膀胱的防御机制，如膀胱平滑肌的协同作用及排尿功能，尿液的杀菌特性，促进或抑制细菌与膀胱表面细胞粘附的种种因素等。
一旦发生膀胱感染，细菌是否沿输尿管上行侵入肾脏则受细菌毒力、膀胱输尿管返流、输尿管蠕动性质和肾髓质对细菌的易感性等因素的影响。