糖尿病患者出现多饮多尿主要是因为血糖升高引发的一系列变化。正常情况下，血糖维持在相对稳定的范围，而糖尿病患者体内血糖过高，超过了肾糖阈，比如当血糖超过10mmol/L时，肾脏就不能把滤过的葡萄糖完全重吸收回来，导致尿液中葡萄糖含量增多。
血糖升高导致渗透性利尿：
血糖过高使尿液渗透压改变： 血液中葡萄糖浓度升高，肾脏在过滤血液时，过多的葡萄糖进入原尿。由于肾小管对葡萄糖的重吸收有一定限度，当血糖超过这个限度后，原尿的渗透压就会升高。根据渗透压原理，水会从渗透压低的地方向渗透压高的地方流动，于是肾小管重吸收水分就会减少，使得尿量增多。例如，糖尿病患者血糖控制不佳时，尿量可能会明显多于正常情况。多尿进一步引起多饮： 因为尿量增多，身体丢失了大量的水分，机体就会产生口渴的感觉，患者就会通过增加饮水来补充丢失的水分，从而出现多饮的现象。
胰岛素分泌及作用异常影响：
胰岛素缺乏或作用障碍： 糖尿病分为1型和2型等类型，1型糖尿病是因为自身免疫等原因导致胰岛β细胞被破坏，胰岛素分泌绝对不足；2型糖尿病主要是胰岛素抵抗伴相对胰岛素分泌不足。无论是哪种情况，胰岛素不能正常发挥作用来调节血糖代谢。正常情况下，胰岛素能促进组织细胞摄取、利用葡萄糖，当胰岛素不足或作用不好时，血糖不能被有效地利用，就会在血液中堆积，进而出现上述多饮多尿的情况。比如1型糖尿病患者，由于胰岛素严重缺乏，血糖升高明显，多饮多尿的症状往往比较典型。
代谢紊乱的连锁反应：
脂肪和蛋白质代谢异常辅助加重多饮多尿： 血糖不能被利用，身体会动员脂肪分解供能，产生大量酮体等代谢产物，通过尿液排出时也会带走水分，进一步加重多尿。同时，蛋白质代谢也会出现负氮平衡，身体处于消耗状态，也会影响体内的水盐平衡调节，间接导致多饮多尿的情况持续存在。而且长期的代谢紊乱还会影响肾脏的功能状态，使肾脏对水盐等的调节能力发生改变，进一步加剧多饮多尿的表现。