尿路感染是由于某些因素导致病原菌通过上行感染、血行感染、直接感染甚至淋巴道感染的途径侵袭人体，并突破机体的防御后而引起机体发病。
尿路感染95%以上是由单一细菌引起的。
最常见致病菌是革兰阴性杆菌，其中以大肠埃希菌最为常见，约占全部尿路感染的85%，其次为克雷伯杆菌、变形杆菌、柠檬酸杆菌属等。大肠埃希菌最常见于无症状性细菌尿、非复杂性尿路感染或首次发生的尿路感染。
5%~15%的尿路感染由革兰阳性细菌引起，主要是肠球菌和凝固酶阴性的葡萄球菌。
医院内感染、复杂性或复发性尿路感染、尿路器械检查后发生的尿路感染，则多为肠球菌、变形杆菌、克雷伯杆菌和铜绿假单胞菌所致。其中变形杆菌常见于伴有尿路结石者，铜绿假单胞菌多见于尿路器械检查后，金黄色葡萄球菌则常见于血源性尿路感染。
腺病毒可以在儿童和一些年轻人中引起急性出血性膀胱炎，甚至引起流行。此外，结核分枝杆菌、衣原体、真菌等也可导致尿路感染。近年来，由于抗生素和免疫抑制剂的广泛应用，革兰阳性菌和真菌尿路感染增多，耐药甚至耐多药现象呈增加趋势。
由于泌尿、生殖系统在解剖、生理方面的特点，使致病菌在正常情况下不易停留、繁殖，故不易引起感染。一旦泌尿、生殖系统发生病理改变，防御感染的功能被破坏，致病菌乘虚而入，从而诱发感染。
任何妨碍尿液自由流出的因素，如结石、前列腺增生、狭窄、肿瘤、习惯性憋尿等均可导致尿液聚集，细菌不易被冲洗清除，而在局部大量繁殖引起感染。
输尿管壁内段及膀胱开口处的黏膜形成阻止尿液从膀胱输尿管口反流至输尿管的屏障，当其功能或结构异常时可使尿液从膀胱逆流至输尿管，甚至肾盂，导致细菌在局部定植，发生感染。
支配膀胱的神经功能障碍，如脊髓损伤、糖尿病、多发性硬化症等疾病，因长时间的尿液潴留和应用导尿管引流尿液导致感染。
2%~8%的妊娠妇女可发生尿路感染，与孕期输尿管蠕动功能减弱、暂时性膀胱-输尿管活瓣关闭不全及妊娠后期子宫增大致尿液引流不畅有关。
如长期使用免疫抑制剂，患有糖尿病、艾滋病或严重的慢性病，长期卧床等。这部分人群免疫功能被破坏，易致感染。
如肾发育不良、肾盂及输尿管畸形、移植肾、多囊肾等，是尿路感染的易感因素。
女性尿道较短而宽，开口于阴唇下方， 紧邻阴道外口， 距离肛门较近，是女性容易发生尿路感染的重要因素。
包茎、包皮过长是男性尿路感染的诱发因素。
性生活时可将尿道口周围的细菌挤压入膀胱引起尿路感染。
避孕药的主要成分壬苯聚醇可破坏阴道正常微生物环境而增加细菌尿的发生。
导尿或留置导尿管、膀胱镜和输尿管镜检查、逆行性尿路造影等可致尿路黏膜损伤，如将细菌带入尿道，易引发尿路感染。
越来越多的证据表明，宿主的基因影响尿路感染的易感性。
