泌尿系统结石中，以肾结石的病因最具代表性。肾结石的形成始于过饱和尿液中的一个结晶核，继而发生结晶生长，聚集成肉眼可见的结石。结石中通常含有机基质，起到黏附成形的作用，有时结石外形极不规则。肾结石的发病原因极为复杂，可能是多种因素作用的结果。
（1）感染和泌尿系统梗阻：感染时尿液偏碱性，坏死组织、胶体等存在成为结石的核心，磷酸氨镁易于析出而成为结石，泌尿系统梗阻造成尿液淤积，尿中的晶体易于沉淀析出而导致结石形成。
（2）新陈代谢紊乱：多种物质的代谢异常都与结石的发病密切相关。当患者有原发性高钙尿、原发性甲状旁腺功能亢进、肾小管酸中毒、黄嘌呤尿等代谢性疾病时，容易出现肾石症。另外，患者肠道手术或患克隆病等肠道疾病时由于胆酸代谢紊乱及过度水分丢失，可诱发高草酸尿，从而形成草酸钙结石。此外，肾小管尿酸转运异常可能与少数尿酸结石患者的肾结石发病有关。
（3）气候、环境因素：在我国，肾结石发病有明显的地区差异，南方气候炎热，汗出过多而没有得到及时的补充，常可导致尿液浓缩，并由此增加尿液成分饱和度，而促进结石形成。提示环境因素对肾结石的形成具有重要的影响。在肾结石发病环节上，南方要高出北方3倍以上。
（4）遗传基因：生理缺陷，如遗传性胱氨酸尿症患者因肾小管对胱氨酸、精氨酸、赖氨酸等重吸收障碍，胱氨酸不易溶解而易于形成结石。
（5）职业和不良习惯：高温作业、极少活动或因工作关系无法定时进食、用膳或长时间无法及时补充水分者，容易形成肾结石。
（6）饮食结构变化：长时期过食动物蛋白者，易发生尿酸结石。平时，主食植物蛋白者，如长时间“吃素”，缺乏磷酸盐，发生膀胱结石的可能性大。此外，精制糖增多，纤维素减少，可促使上泌尿系统结石（如肾结石）形成。
（7）年龄、性别与发病的关系：肾结石多发生于20－50岁，多数在20岁左右开始出现症状，男性患者是女性患者的3倍。男性发病年龄高峰为35岁。女性有两个发病年龄高峰，即30岁和55岁。尿酸结石男性尤为多见，含钙结石以女性为多。统计泌尿系统疾病住院病例，有资料报道，具结石症状病史约占2%，双侧性尿结石占10%，复发率高达75%。肾结石的发病机制较为复杂，可能与上述提及的各种因素导致晶体物质在尿中浓度升高，或溶解度降低，呈过饱和状态，析出结晶并与有机质组成结晶核，继而发生结晶生长，聚集成肉眼可见的结石。在这一过程中，有如下几方面因素被认为是至关重要的，也就是说，只要有较好的防治措施（如药物治疗、食物疗法的有效运用），就可以延缓其形成或阻止其进一步发展。
①尿液过饱和状态的形成：尿液中晶体浓度增加，超过在尿中的溶解度，出现过饱和状态，以致晶体发生沉淀，成为结石核心，并在饱和状态下生长，逐渐聚集成团，从而形成结石。
②尿液抑制因子含量减少：正常人的尿液中存在一定的晶体形成抑制物，如枸橼酸、焦磷酸盐、镁和某些肽类等，当机体内这些抑制物相对减少时，就容易导致结石形成。现代临床研究资料表明，部分肾结石患者尿中枸橼酸偏低，给予枸橼酸治疗后可以改善部分患者的症状，从而在一个侧面为这一理论提供了佐证，也为食物疗法防治肾结石提供了有力的依据。
③基质核心和基质成核的作用：结石的形成常以有机基质物质作为结石核心，成为晶体物质沉积的模板和黏合剂，然后吸附晶体物质，结石逐渐增大。此外，在结晶形成的早期，可能含有两种或两种以上的晶体物质，一种晶体物质沉积在另一种晶体表面并增长变大，在此过程中，尿液中可能还存在另一些诸如尿黏蛋白等物质促进其他晶体物质的沉积。
因此，目前普遍认为，肾结石的形成不是单一因素作用的结果，而是许多因素参与了肾结石的形成，形成的机制极为复杂，很多还有待今后进一步研究。
近30年来，我国肾结石、输尿管结石发病率明显增高，膀胱结石日趋减少。近10年来，90%左右的泌尿系统结石可不采用开放手术治疗。
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