肾结石的形成原因复杂，目前肾结石的形成机理尚未完全明确，还处于研究中。就现有研究结果来看，肾结石的形成与以下三点关系密切。
体内可形成结石的物质增多
各种因素导致体内可形成的结石物质增多，长期高钙饮食及身体疾病使得尿液中的钙、磷等的浓度增高，而这些物质往往以化合物的形式存在，如草酸钙。当尿液中草酸钙的含量增多，达到饱和状态时就会形成草酸钙结晶，小的草酸钙结晶可排出体外，但如果结晶没能及时排出，加之尿液中草酸钙长期处于饱和状态，就会使结晶变大，形成草酸钙结石。
体内抑制结石形成的物质减少或促进结石形成的物质增多
体内的一些物质可以促进结石形成或抑制结石形成，正常情况下它们处于平衡状态，当任何一种出现问题时，平衡都会被打破，而引发结石。相关研究表明镁、枸橼酸、骨桥蛋白可以抑制草酸钙结石的形成;TH蛋白、肾钙素、葡氨聚糖与草酸钙结晶的增大有一定关系。
肾小管上细胞抑石能力有限及其上皮细胞受损
肾小管具有重吸收与排泌作用，肾小管能吸收原尿中的大部分水、营养物质及矿物质。如果原尿中的矿物质，如钙、磷等浓度过高，肾小管无法将其吸收;其次，原料中的钙、磷等浓度过高时，可能会形成小的结晶，如上所说的草酸钙结晶，会附着在肾小管上，抑制其功能或损伤肾小管上皮细胞，造成上皮细胞死亡脱落，脱落的细胞是结晶的良好附着物，会促进结石的形成。