肾结核早期病变局限于肾皮质，结核菌首先经血行播散至肾小球毛细血管网并在此形成微小结核灶。其主要病理改变是结核结节和结核肉芽肿的形成，与其他组织、器官结核并无不同。此时病人虽然尿已呈酸性，有镜下血尿，尿中偶能找到结核菌，但无临床症状，尿路造影检查亦正常。因此，早期肾结核又称为病理型肾结核。
少数情况下因细菌数量大、毒性高而机体抵抗力弱，细菌可经肾小球滤过后到达髓襻，或经血运到达肾髓质。此时泌尿系结核症状病人开始出现临床症状，称为临床型肾结核。其病理反应主要位于肾髓质及肾乳头，表现为破坏性病理改变。
结核菌到达肾髓质后大量繁殖，破坏周围肾实质。结核结节相互融合，中心发生干酪样坏死、液化，形成闭合性脓肿；极少数严重者肾实质大部或全部被脓肿取代，形成结核性脓肾或肾积脓。病变向肾外扩展则产生肾周寒性脓肿或窦道。
随着病情发展，肾出现病理性修复反应，表现为纤维化和钙化（钙盐沉着）。①纤维化：会造成肾内动脉狭窄、内膜增厚，致使肾皮质缺血、萎缩。肾盂和肾盏纤维化时，其管壁增厚、挛缩，导致肾盏颈或肾盂输尿管连接处产生瘢痕性狭窄，而使得尿流不畅，肾盂、肾盏内压增高。②钙化：多发生在脓肿表面，其内部仍喊有大量结核菌。泌尿系结核症状病变晚期肾常因实质破坏和瘢痕收缩而萎缩，表面高低不平，肾功能大部分、甚至完全丧失。
输尿管结核最常见于下段，尤其是输尿管膀胱连接处，其次是上段，中段很少见，少数情况下可雷界输尿管全程。
膀胱结核最先出现在同侧输尿管开口附近，最初表现为粘膜充血、水肿等一般炎性反应，并有水疱样改变，粘摸下常形成结核结节。病情进一步发展可出现溃疡、肉芽肿和纤维化。晚期病变深达肌层，导致逼尿肌纤维化而失去伸缩功能。
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