单纯尿路感染的炎症病变多局限于粘膜下组织。
急性膀胱炎的病理变化是粘膜充血、上皮细胞肿胀，粘膜下组织充血、水肿和白细胞浸润。严重时，可出现点状或片状出血及粘膜溃疡。
急性肾盂肾炎可侵犯单侧或双侧肾脏。肉眼所见，肾盂肾盏粘膜充血、水肿，表面有脓性分泌物，粘膜下可有细小的脓肿。光镜下可见病灶内肾小管腔中有脓性分泌物，小管上皮细胞肿胀、坏死、脱落，间质内有白细胞浸润和小脓肿形成，炎症剧烈时，可有广泛性出血，肾小球一般无改变。
有尿路梗阻的慢性肾盂肾炎可见双肾大小不一，表面凸凹不平，有或粗或细的瘢痕。无尿路梗阻的慢性肾盂肾炎的双肾大小相等，外形可稍不规则。二者均可见肾盂肾盏增厚、扩张、变形，或肾盏内有脓液等炎症表现。光镜下可见间质纤维化，单核细胞浸润和不同程度的肾小管结构变形、退行性变和萎缩。病理多呈灶性分布，也可是弥漫性的。早期肾小球一般无明显改变，晚期常被纤维组织围绕，最终演变为肾小球硬化。