尿路梗阻引起肾积水是尿液的分泌、排泄及重吸收三者之间失平衡的结果。肾积水时，肾盂内压升高，从而引起肾脏一系列生理与病理改变。改变的速度和程度除与肾盂内压的高低、尿路梗阻的时间和程度有关外，还取决于肾盂解剖形态的变异和肾脏血液供应情况，以及有无并发尿路感染等因素。
    肾盂内压力增高首先引起肾盂扩张，而后引起肾盏扩张。肾盂、肾盏扩张的程度与肾盂的解剖类形有一定关系。肾外型肾盂积水，肾盂向外扩张，对肾实质的损害较轻或较慢；肾内型肾盂积水，因肾盂无扩张余地，而在肾内扩张，可较早地引起肾盏扩张，故对肾实质的损害较早，而且较重。严重的肾积水民致皮质部的肾小管、肾小球系统相继退化，并被纤维组织所取代，肾皮质严重萎缩、变薄，肾功能可完全丧失。急性完全性梗阻比慢性部分梗阻进程快，且更严重；单侧梗阻进程比双侧快，但远期结果好。梗阻后易出现感染，感染又加速疾病的发展，较早出现并发症，肾功能破坏加速。
    输尿管结石的病理变化均与梗阻有关。多次结石通过可引起输尿管狭窄，无感染者狭窄上方输尿管扩张，结石滞留，有感染者即出现肾盏肾炎和脓肾。
    膀胱结石间歇性或持续性地阻塞尿道口，可引起膀胱壁增厚及尿潴留。