肾盂肾炎主要是由细菌感染引起的，其中大肠埃希菌是最常见的致病菌，约占尿路感染致病菌的80%-90%。
感染途径之一：上行感染
膀胱到输尿管的逆行： 细菌从尿道口进入尿道，然后向上蔓延到膀胱，再通过输尿管到达肾脏，从而引发肾盂肾炎。比如，女性由于尿道短且直，更易发生上行感染，尤其是性生活后，细菌容易进入尿道并上行。尿道周围细菌的侵入： 尿道口周围的细菌也可能侵入尿道，进而向肾脏方向蔓延。例如，个人卫生不良时，尿道口周围的细菌可能增多，增加感染风险。
感染途径之二：血行感染
其他部位感染灶的细菌播散： 身体其他部位的感染灶，如皮肤感染、扁桃体炎等，细菌可通过血液循环到达肾脏引起肾盂肾炎。比如，皮肤有化脓性感染时，细菌随着血流可能到达肾脏，引发肾盂肾炎。一般这种血行感染相对较少见，但也不容忽视。新生儿和免疫力低下者： 新生儿免疫系统发育不完善，免疫力低下，血行感染导致肾盂肾炎的情况相对较多。而长期使用免疫抑制剂的患者，自身免疫力受影响，也容易通过血行感染引发肾盂肾炎。
感染途径之三：淋巴道感染
盆腔和腹腔的感染蔓延： 盆腔和腹腔的感染可通过淋巴管蔓延到肾脏周围的组织，进而引起肾盂肾炎。比如，盆腔炎患者，如果炎症蔓延，可能波及肾脏周围的淋巴组织，导致肾盂肾炎。不过，这种淋巴道感染在临床上相对比较少见。