尿路感染最常見的致病菌為革蘭陰性桿菌,其中以大腸埃希菌最為常見,約占全部尿路感染的85%,其次為克雷伯桿菌、變形桿菌、檸檬酸桿菌等,主要的感染途徑為上行感染,病原菌由尿道上行至膀胱,甚至是輸尿管、腎盂引起的感染常為上線感染,約占尿路感染的95%,正常情況下前尿道和尿道口周圍淀積著少量的細菌,比如鏈球菌、乳酸菌、葡萄球菌和類白喉桿菌等,但并不致病。
在某些因素比如性生活、尿路梗阻、醫源性操作、生殖器感染等情況下可以導致上行感染的發生,在機體的抵抗能力下降,存在尿路梗阻的因素,比如結石,前列腺增生、狹窄、腫瘤等均可導致尿液積聚,細菌不易被沖洗清除,而在局部大量繁殖引起感染。另外膀胱輸尿管反流,妊娠,性活動,導尿或者是留置導尿管等醫源性因素存在時,泌尿系統結構異常,比如腎發育不良,腎盂及輸尿管畸形,移植腎,多囊腎等也是尿路感染的易感因素。