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。
