糖尿病患者出现多尿的主要原因与血糖升高有关。当糖尿病患者血糖水平超过肾糖阈（一般为10mmol/L左右）时，肾小球滤过的葡萄糖不能被全部重吸收，导致肾小管腔内渗透压升高，阻碍了水的重吸收，从而引起尿量增多，24小时尿量可能会超过2500毫升。
血糖过高导致渗透性利尿
血糖水平过高： 糖尿病患者体内胰岛素分泌不足或作用缺陷，使得血糖不能被正常摄取和利用，血糖浓度持续升高。当血糖超过肾脏对葡萄糖的重吸收能力时，肾小球滤过的葡萄糖就会在肾小管中积累。例如，正常人肾小管能重吸收全部葡萄糖，当血糖超过10mmol/L左右这个阈值后，多余的葡萄糖就留在肾小管内。渗透压变化影响水重吸收： 肾小管内葡萄糖增多，造成肾小管腔内渗透压升高，根据渗透压原理，水会从低渗向高渗处移动，这就使得肾小管对水的重吸收减少，进而导致尿液生成增加，出现多尿现象。
肾脏调节功能变化相关
肾脏滤过功能改变： 长期高血糖会影响肾脏的滤过功能。高血糖状态下，肾脏的肾小球滤过率可能会有一定变化。研究发现，在糖尿病早期，肾小球滤过率可能会升高，这也会在一定程度上影响尿液的生成量。随着病情进展，如果出现糖尿病肾病等并发症，肾脏的滤过和重吸收功能会进一步紊乱，加重多尿情况。抗利尿激素作用受影响： 抗利尿激素能调节肾脏对水的重吸收。糖尿病患者由于血糖波动等因素，可能会影响抗利尿激素的分泌和作用。正常情况下抗利尿激素会根据体内水分情况调节肾小管对水的重吸收，而高血糖环境下，抗利尿激素的正常调节功能被干扰，导致水重吸收减少，引发多尿。
机体代谢改变的关联
糖代谢紊乱致代谢产物增多： 糖尿病患者糖代谢紊乱，身体不能正常利用葡萄糖供能，会加速脂肪分解，产生大量酮体等代谢产物。这些代谢产物需要通过尿液排出体外，而在排出过程中会携带大量水分，从而增加尿量。例如，糖尿病酮症酸中毒时，患者会出现明显的多尿症状，同时伴有酮体排出增多的情况。蛋白质代谢异常影响： 长期糖尿病还会影响蛋白质代谢。蛋白质分解增加，产生的含氮废物也需要通过肾脏排出，这也会带动水分排出，进一步加重多尿现象。而且，蛋白质代谢异常可能会间接影响肾脏的生理功能，使得肾脏对水盐等的调节能力下降，导致多尿持续存在。