原发病灶的结核杆菌经过血行进入肾，主要在肾小球的毛细血臂丛中发展成为结核病，在双侧肾皮质形成多发性微结核病灶，如病人免疫状况良好，可全部愈合。不引起症状也不易被发现。肾皮质结核病人免疫能力较低，病灶不愈合则发展为肾髓质结核，即临床结核，多数为单侧病变。肾皮质结核发展为髓质结核即临床结核以后，病变不能自愈，进行性发展，肾乳头发生溃疡、干酪坏死，病变蔓延至肾盏扩散累及全肾。纤维化也是结核病常见的病理改变，肾盏颈纤维化狭窄，可形成局限的闭合性脓肿。肾盂出口纤维化狭窄造成梗阻，可加速结核破坏，成为无功能的结核性脓肾；病变扩展至肾周围时，可形成结核性肾周围炎或肾周围寒性脓肿；脓肿向皮肤溃破成为结核性窦道。
肾结核病变可侵犯肾蒂淋巴结，使肾蒂被包裹。结核钙化也是肾结核常见的病理变化，可以是愈合的结核病灶，呈散在的结核斑块，也可使全肾成为弥漫性钙化肾。但病灶内还可能存在活的结核杆菌。 结核病变经肾盂粘膜表面、粘膜下层和结核杆苗尿液的直接接触扩散至输尿管。
输尿管结核发生纤维化致管腔狭窄影响尿液引流，促进结核病变的发展，成为结核性脓肾。临床上有时可见到输尿管完全闭合，含菌的尿液不能进入膀胱，膀胱病变反见好转，膀胱刺激症状缓解，尿中亦无明显改变，出现所谓“肾自截”的情况。
膀胱结核继发于肾结核，病变从患侧输尿管开口周围开始，以后扩散至膀胱他处。起初粘膜充血发红，呈炎症改变，可有浅黄色结核结节，以后发生溃疡，并向肌层扩展，形成肉芽肿或纤维化，导致患侧输尿管开口狭窄或呈“洞状”，引起上尿路积水或反流。膀胱结核病变严重，广泛纤维化时，可形成挛缩性膀胱，容量不足50ml。此时多数有健侧输尿管口狭窄或“闭合不全”，从而形成肾结核对侧肾积水。膀胱结核溃疡向深层发展，可穿透膀胱壁，形成膀胱阴道瘘或膀胱直肠瘘。
尿道结核可以从膀胱结核蔓延而引起，亦可因前列腺精囊结核形成空洞破坏前列腺尿道所致。尿道结核纤维化导致尿道狭窄，排尿困难，从而加剧了肾的损害。
