尿結石包括尿中晶體濃度過高和尿液理化性質改變兩個方面。
尿內晶體濃度增高
正常尿中常含有多種晶體鹽類，如草酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、尿酸鹽等。這些晶體鹽類與尿中的膠質物質如粘蛋白類和核酸維持相對平衡。若晶體鹽類濃度增高或粘多糖類發生量或質的異常，乃造成晶體與膠體的平衡失調，晶體物質即可析出沉 淀，形成結石。當脫水，尿量減少，尿濃縮時，尿中晶體鹽類濃度增高，尿結石的發生率增加。有些情況使體內晶體排出增多，也可使尿晶體濃度增高。95%以上的尿結石含鈣，如甲狀旁腺功能亢進時可動員骨鈣入血；大量腎上腺皮質激素引起溶骨可使尿鈣增高；長期臥床病人發生廢用性骨萎縮、骨質疏松、脫鈣，鈣經血流由腎排出；長期服用大量含鈣抗酸藥物或過量維生素D使鈣吸收增多，也可使尿鈣增多。如尿中膠體不能維持鈣鹽的過飽和狀態，則鈣鹽析出沉淀亦可形成結石。
有些代謝紊亂，如痛風病人嘌呤代謝紊亂尿酸排泄增加，可并發尿酸結石。
尿液性質改變
尿液內晶體濃度正常，但尿液理化性質改變時，也可促進結石形成。如尿液pH改變可影響晶體的溶解度。堿性尿有利于磷酸鈣、磷酸氨鎂、草酸鈣結石形成；酸性尿內易形成尿酸結石和胱氨酸結石。
此外，構成尿結石基質的粘蛋白在尿內含量的改變對尿結石的形成可能也有一定作用。
尿滯留有利于水分再吸收，使尿液濃縮，晶體易析出，同時容易發生感染，析出的晶體可粘附在細菌表面形成結石。
尿內異物，如脫落的上皮細胞、血凝塊、炎性滲出物和細菌等可構成結石的核心，尿中晶體鹽類可沉積于其上，形成結石。
尿結石病的形成有很多方面的原因，歸納出來主要有以下幾個方面：
環境因素（自然環境、社會條件）：
自然環境——如地區的差異，氣候條件差異，如炎熱的地區可因出汗多導致尿液濃度升高，水質中鈣質成分的增加使結石更易于形成。
社會條件——動物蛋白攝入過高使兒童膀胱結石較多。水果、蔬菜豐富的地區草酸鹽類結石增多。生活物質豐富使上尿路結石增多，非洲少數貧困地區膀胱結石多見。
個體因素（遺傳、疾病、藥物影響等）：
遺傳因素：有些常染色體遺傳所致的腎小管功能障礙，先天性酶缺欠等都是與結石形成關系密切的一些遺傳疾病。結實病患者的家族中結實病發病率高于非結石病患者家族。如我們臨床中常見到一家人幾乎都有尿結石的病歷。
疾病引發：一些疾病如甲亢，皮質醇增多癥，長期臥床，溶骨性骨腫瘤，等等都有誘發結石形成的可能。
代謝異常：除一些先天性或后天性疾病引起的代謝異常外，還有一些原因不十分清楚的代謝異常，如特發性高尿鈣，特發性高尿酸等。
飲食習慣和機體的適應能力：不喜歡喝水的人結石發生率升高，多食乳品增加鈣的吸收（成人）多食肉類使尿中尿酸增多，大量食用菠菜可增加尿中草酸的排量，都有增大結石形成的因素的可能。有的人群長期離開自己的原生地，有部分人就增加了結實病發病的機會。
藥物引發：乙酰唑胺（治療青光眼的常用藥），維生素D中毒，大量口服維生素C（可轉變為草酸）、皮質激素、磺胺、阿斯匹林等均可發生結石（長期服用）。
尿路因素：患前列腺肥大患者引起尿路通暢度下降，殘尿量增加，膀胱結石生成機會增大。輸尿管先天狹窄致腎盂積水易成結石，同時結石梗阻尿路又使結石生長加快。
