肾结石是由于机体某些生理异常因素造成晶体物质在尿液中浓度升高或溶解度降低，呈过度饱和状态，析出结晶并与有机基质结合形成核体，然后结晶体在肾脏局部增长、聚集，最终形成结石的一种疾病。肾结石在形成过程中受影响的因素很多，但我们通常认为有四个因素最为重要。
(1)过饱和状态形成：尿液中晶体，如钙磷离子或胱氨酸、尿酸、磷酸铵镁及磷灰石等物质增加，超过了尿中溶解度，呈过饱和状态，出现晶核后逐渐形成结石。
(2)基质核心和基质成核作用：基质平均占结石重量的2．5％，属基质结石者占65％。基质成分包括蛋白质、碳水化合物及少量无机物，它可能来自肾小管细胞、血浆粘蛋白、抗原抗体复合物或细菌等。目前认为肾结石的形成先由基质形小球，其表面有皱褶，可吸附结晶物质，浓缩后外层又形成基质膜，结晶物质再沉着，久而久之，便形成片状分层结石。
(3)尿中结石形成抑制物减少：正常尿液中含有各种有机和无机物质，可增加尿中难溶解性溶质的溶解度，从而抑制结石形成。有机物质如尿粘蛋白中的硫氢基类可降低草酸钙的沉着，尿素可促进尿酸的溶解，无机物质则如焦磷酸盐可抑制碳酸钙和草酸钙的沉着，镁离子可增加草酸钙和磷酸钙的溶解度，枸橼酸能与钙结合而抑制钙盐沉着。若这些物质减少或缺乏，就有利于结石的形成。对复发性结石，若能补充缺少的抑制剂，将能起到预防结石复发的作用。
(4)肾钙化斑的形成：Randall发现在肾结石患者中，肾盏乳头区的小管腔内存在钙化的斑块，随着钙化斑表面的粘膜脱落，斑块显露于肾盏尿中，继续生长并排入肾盏或肾盂内，形成肾结石。Carr用显微放射学方法观察到斑块比肾小管细胞大5—6倍，不可能在肾小管腔内，而是位于淋巴管内，最后汇集至肾乳头区。当淋巴管炎症或阻塞，斑块便可突破进入肾盏内，继续生长形成结石。