腎結核幾乎全由血行播散而來，原發病灶絕大多數在肺。結核桿菌經血流至雙腎的腎小球毛細血管叢中潛伏繁殖。這種感染90%發生在腎皮質區，儀約 10%在腎的髓質，故多數泌尿系結核患者可無明顯臨床癥狀，但尿中可查出結核桿菌，稱為病理性腎結核。早年一組尸解材料中，60例死于全身粟粒性結核的小兒，47例(78. 3%)有腎結核。另一組死于結核病的137例，尸解發現40%有腎結核，且雙側居多。位于腎外層的結核結節常是多發性的，大部分能逐漸吸收自行痊愈;亦可呈慢性潛伏狀態，直到機體抵抗力降低情況下，泌尿系結核的病灶乘虛而擴大、融合，發生干酪壞死及空洞形成。病變可直接侵襲蔓延或通過淋巴管播散到腎內層，進而與腎盂腎盞相通。此時出現泌尿系癥狀，稱為臨床腎結核。但臨床腎結核85%為單側性。一般從初染至臨床腎結核，間隔約2～20年，平均8年。因此臨床腎結核在嬰幼兒甚少見，一組53例腎結核住院病孩中.10歲以上者占60%，筆者曾見一例輸尿管結核并不全梗阻患兒年僅2歲。
泌尿系結核的結核性空洞一般在腎乳頭處破潰入侵腎盞，干酪壞死物及結核菌在下行過程中，可致腎盂、輸尿管、膀胱等產生結核病變。多發性的粘膜潰瘍及纖維性變，可致輸尿管口徑變窄及膀胱攣縮，兩者均可致膀胱輸尿管反流，進一步加重病腎的破壞。對側腎輸尿管開口處結核可導致該腎積水。同時可發生上行性感染，使對側腎受犯，但少見。晚期病例全腎充滿膿液和干酪樣物質，腎被膜破潰后形成周圍結核性寒性膿腫。少數病例腎功能逐漸喪失，輸尿管閉塞，全腎廣泛鈣化，混有干酪物質，此時膀胱的繼發結核病變反見好轉，甚至癥狀消失，稱為“腎白截”，但腎內病灶仍然潛在，并非痊愈。
膀胱結核初期是充血、水腫、散在的黃色結核結節形成，繼而融合成片狀潰瘍、肉芽腫、纖維化。嚴重的膀胱結核可穿透至陰道或直腸形成瘺道。繼發尿道結核可致尿道狹窄排尿困難，但少見。半數患者可并發生殖系結核，附睪結核最為多見。
泌尿系結核可并發非特異性感染。