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。
一、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澱， 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，
有些代謝紊亂， 如痛風病人嘌呤代謝紊亂尿酸排泄增加， 可併發尿酸結石。
二、尿液理化性質的改變
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。 鹼性尿有利於磷酸鈣、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。
尿滯留有利於水分再吸收， 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於其上， 形成結石。
