膀胱输尿管反流（VUR）的病理生理机制涉及多个因素，解释了其导致肾损害的复杂过程。细菌通过菌尿尿液反流至肾内，直接侵犯肾组织，引发损害。尿动力学的异常，特别是在输尿管口呈现“鱼口”状的情况下，导致反流量大。即使在无感染的情况下，当肾盂内压力达到40mmHg时，也可能因反流性肾病（IRR）而引发肾损害。尿液输入肾组织后，可能通过肾盏、肾乳头的Bellin管或穹隆角的破裂处直接刺激肾间质，导致炎症或纤维化。尿液中的细菌或Tamm—Horsfall蛋白可能作为抗原触发自身免疫反应，进一步加剧炎症或纤维化。
尿液漏溢到肾小管外的间质及毛细血管和直小血管中引起炎症和肌纤维化，导致肾内血管狭窄，甚至闭塞及狭窄。这一过程进一步引起肾内缺血性病变及继发性高血压。当功能性尿路梗阻存在时，膀胱尿道压增高，导致肾小管压增高及IRR，随后出现肾小球滤过率降低，出球小动脉血流减少，引起肾损害，产生间质性肾炎。
近年来，注意到RN（膀胱输尿管反流）中存在局灶性节段性肾小球硬化问题。其发病机制被认为包括免疫损害、大分子物质被摄取后系膜功能不全、肾内血管病变、以及肾小球高滤过作用。有研究指出，VUR的发病与遗传因素有关，约10%至20%的病例可能与遗传有关，且在易感家族中，40%的一级亲属存在反流现象。
病理检查发现，有反流的乳头管、集合管明显扩张，管壁周围间质充血水肿，淋巴细胞及中性粒细胞浸润，随后出现肾向管萎缩，局灶性及肾小球周围纤维化。肾盏、肾盂扩张，肾实质变薄，重度VUR伴反复尿路感染（UTI）时，常伴有瘢痕形成。在重度反流病例中，通常可见肾上、下极突出（即极性分布倾向），小动脉可能增厚狭窄。
膀胱输尿管反流（VUR）是指排尿时尿液从膀胱反流至输尿管和肾盂。反流性肾病（RN）是由于VUR和肾内反流（IRR）伴反复尿路感染，导致肾脏形成瘢痕，萎缩、肾功能异常的综合征。如不及时治疗和纠正可发展到慢性肾衰竭。VUR不仅发生在小儿，而且在反复UTI基础上持续到成年，导致肾功能损害。大量资料表明RN是终末期肾的重要原因之一。