肾盂肾炎在女性更常见。大肠杆菌正常存在于大肠内，非住院或住在护理中心的肾盂肾炎患者约 90% 由大肠杆菌引起。感染通常从外阴开始，上行经尿道到达膀胱、输尿管和肾脏。在尿路正常的人，通过尿流冲刷微生物至体外并关闭输尿管在膀胱的开口而防止感染经输尿管进入肾脏。然而，任何尿流的物理性阻塞（梗阻），如结构异常、肾结石或前列腺增大或尿液从膀胱向输尿管的回流（返流），均可增加肾盂肾炎的发生风险。

妊娠妇女易于发生肾盂肾炎。增大的子宫压迫输尿管，可造成正常情况下应该向下流动的尿液部分梗阻。妊娠也可造成输尿管扩张并减弱推动尿液向下流入膀胱的输尿管肌肉的收缩力而增加了尿液沿输尿管反流的风险。

在约 5% 的病例中，感染也可从身体其他部位经血流到达肾脏。例如，皮肤葡萄球菌感染可经血流播散至肾脏。

糖尿病或免疫系统受损（可降低身体抵抗感染的能力）的患者发生肾盂肾炎的风险增加，程度加重。肾盂肾炎通常由细菌引起。结核杆菌（一种导致肾盂肾炎的罕见细菌病因）、真菌感染和病毒也可致病，但少见。

一些患者病情迁延（慢性肾盂肾炎）。其中绝大多数存在重大潜在异常，如尿路梗阻、持续时间较长的巨大肾结石或更为常见的尿液从膀胱向输尿管的返流（最常见于少儿）。慢性肾盂肾炎可引起细菌释放入血，有时导致对侧肾脏或机体其他部位的感染。慢性肾盂肾炎极少会导致严重肾损害。