急性腎功能衰竭的發病機制十分復雜，仍未完全闡明。傳統的認識大多停留在細胞水平，即由于各種腎缺血(或中毒)因素而導致腎小管堵塞、腎小管液回漏、腎血管血流動力學的改變以及腎小球通透性改變，但均難于圓滿解釋急性中毒后腎功能驟退的原因。近10年來，對急性腎功能衰竭的發病機制在細胞生物學及分子水平上對急性腎小管壞死(ATN)的形態學改變、細胞生物學、缺血再灌注損傷、細胞凋亡到血管活性肽、細胞因子、黏附分子等進行了深入的研究，認為多種因素均在急性腎功能衰竭的發病中起重要作用。
