Muitas vezes, a infecção é causada por bactérias externas que chegam à bexiga pela uretra. Essa forma é conhecida como infecção ascendente. Em outras, as bactérias são transportadas pela corrente sanguínea até as vias urinárias.
Normalmente, a urina não possui germes, mas as bactérias da região retal podem invadir o trato urinário por meio da uretra e, com mais frequência, a bexiga, onde atacam seu revestimento interno, multiplicam-se e causam uma infecção.
Qualquer distúrbio que impeça o esvaziamento completo da bexiga aumenta o risco de infecção. Os distúrbios predisponentes são obstrução, esvaziamento incompleto da bexiga e distúrbios vesicais neuropáticos. O diabetes é um fator de risco, pois o açúcar na urina favorece o desenvolvimento e a multiplicação das bactérias.
As infecções urinárias recorrentes são causadas por distúrbios que estimulam a reinfecção das vias urinárias por bactérias, os quais incluem anormalidades congênitas, cálculos renais e refluxo vesicoureteral.