长期以来，人们虽然对尿石症的发生机制进行了多年的研究，但直到现在对尿石症的发病机制仍未明了。近年来，通过对结石理化性质分析方法、血尿生化精确测定以及利用结石动力学及热力学的研究方法，对结石的成因有了进一步的了解，这将对尿石症的防治起到了积极作用。尿石形成的可能机制有：

    1）肾内病变学说：本学说认为肾结石起源于肾内斑块。Randal（1940年）发现1134例肾脏中有19.5％有钙化斑块。carri认为斑块起初位于吞噬细胞内，其分布与肾内淋巴系统相平行，最后汇集于肾盂乳头区，当出现淋巴管堵塞时，斑块可穿透淋巴管进入肾盂内，生长并最终形成肾结石。
    
    2）尿液过饱和学说：尿液中尿石成分过多呈饱和状态，首先形成晶核。此学说适用于解释磷酸盐、草酸钙、尿酸、胱氨酸结石的形成，对于磷酸镁铵结石来说，尿液呈碱性似乎更为重要。但这种假说并不能完全反应结石成因，因为尿液是一种复杂的生物液，尿液中含有多种溶质且相互作用，其溶质溶解度受尿液酸碱度、食物成分、地理环境、社会环境等影响，只有通过物理化学方法对结石各种成分溶解度有正确认识，并考虑尿中各主要成分相互作用，较精确计算出结石各种成分的饱和度，才能判断尿中结石是否能形成。

    3）抑制剂：Haword发现正常人尿液能抑制佝偻病大鼠椎骨软化，而尿石症患者的尿液则无此作用，因此他认为健康人尿液中含有抑石因子。目前认为尿石形成与尿液中抑制剂缺乏有关。抑制剂既可提高尿液的相对稳定性，又能抑制尿液中晶体的成核、生长与聚集。尿中大分子物质多为抑制物，主要有蛋白质和酸性多糖。

    研究表明，肾钙素是尿中草酸钙结晶生长聚集的主要抑制物，其机制可能为具有稳定双极性结构的肾钙素分子可逆性地吸附到草酸钙晶体的特定生长点上，从而抑制草酸钙晶体的生长。结石病患者肾钙素抑制活性较正常人低10倍，其他如基质蛋白A、凝血酶原活肽，富含糖醛酸蛋白，α一胰蛋白抑制因子等对尿石形成均有明显的抑制作用。葡胺聚糖能抑制草酸钙晶体成核、生长、聚集，保护尿路黏膜，防止晶体粘附并矫正细胞膜表面运输缺陷从而减少草酸的排泄，从而抑制结石的形成。

    尿中还有许多无机小分子物质，可增加尿中难溶解物质的溶解度，抑制结石形成，如镁离子可增加草酸钙溶解度，磷酸盐能抑制碳酸钙和草酸钙沉着，而硫酸软骨素可抑制草酸钙聚集。深入研究尿中抑制物影响结石形成的机制，对结石的预防和治疗有重要的指导意义。

    4）促进物：尿液中有某些物质能提供晶体异相成核和取向附生的表面，促进尿石盐晶体聚集、沉淀，这些物质称为结石形成的促进物。现已证实磷灰石、磷酸氢钙和尿酸能促进草酸钙结晶的形成。基质A是从尿石基质中提取的蛋白一聚糖，分子量为3000～4000，由蛋白与多糖组成，后者占15%，主要包括半乳糖甘露糖和甲基苷糖，蛋白成分占75%，包括谷氨酸和天门冬氨酸。近年来发现的基质A主要存在于人肾、结肠黏膜及肠道碱性分泌液中，结石中的基质在体外实验中有促晶体成核作用。γ-羟基谷氨酸是一种对钙具有高亲和力的氨基酸，主要存在于草酸钙结石、羟基磷灰石、磷灰石和鸟粪石的混合结石中，实验发现结石患者与正常人尿中该物质含量无明显差异，但前者尿中游离的和与蛋白结合的γ-羟基谷氨酸较正常人高，含钙尿石病人尿中该物质比正常人高2.3倍。