單純尿路感染的炎癥病變多局限于粘膜下組織。
急性膀胱炎的病理變化是粘膜充血、上皮細胞腫脹，粘膜下組織充血、水腫和白細胞浸潤。嚴重時，可出現點狀或片狀出血及粘膜潰瘍。
急性腎盂腎炎可侵犯單側或雙側腎臟。肉眼所見，腎盂腎盞粘膜充血、水腫，表面有膿性分泌物，粘膜下可有細小的膿腫。光鏡下可見病灶內腎小管腔中有膿性分泌物，小管上皮細胞腫脹、壞死、脫落，間質內有白細胞浸潤和小膿腫形成，炎癥劇烈時，可有廣泛性出血，腎小球一般無改變。
有尿路梗阻的慢性腎盂腎炎可見雙腎大小不一，表面凸凹不平，有或粗或細的瘢痕。無尿路梗阻的慢性腎盂腎炎的雙腎大小相等，外形可稍不規則。二者均可見腎盂腎盞增厚、擴張、變形，或腎盞內有膿液等炎癥表現。光鏡下可見間質纖維化，單核細胞浸潤和不同程度的腎小管結構變形、退行性變和萎縮。病理多呈灶性分布，也可是彌漫性的。早期腎小球一般無明顯改變，晚期常被纖維組織圍繞，最終演變為腎小球硬化。