临床常见感染性疾病的致病病原微生物包括病毒、细菌、真菌和寄生虫四种，其中细菌为原核细胞微生物，按革兰染色分为革兰阳性细菌和革兰阴性细菌，再按细菌的球状和杆状形态分为革兰阳性球菌、革兰阳性杆菌、革兰阴性球菌和革兰阴性杆菌四大类。革兰阳性球菌常见致病菌有微球菌科葡萄球菌属的金黄色葡萄球菌、链球菌科链球菌属的溶血性链球菌、肠球菌属的粪肠球菌等；革兰阳性杆菌常见的致病菌有厌氧杆菌梭菌属的破伤风杆菌等以及需氧的棒状杆菌属白喉棒状杆菌、分枝杆菌属的结核分枝杆菌等；革兰阴性球菌常见的有奈瑟菌科奈瑟菌属的淋病奈瑟菌和脑膜炎奈瑟菌；革兰阴性杆菌常见的有肠杆菌科埃希菌属的大肠埃希菌（即大肠杆菌）、假单胞菌属的铜绿假单胞菌以及克雷白菌属的肺炎克雷白杆菌等。另外原核细胞微生物还包括了放线菌、螺旋体以及多形性的支原体科支原体属的肺炎支原体、脲原体属的解脲脲原体以及衣原体科衣原体属的沙眼衣原体等。

尿路感染最常见的细菌为大肠埃希菌，大肠埃希菌具有O、H、K三种抗原，具有大量K抗原的大肠埃希菌容易引起肾盂肾炎。大肠埃希菌表面的P型菌毛是引起肾盂肾炎最重要的毒素因子，Ⅰ型菌毛中的FimH亚单位可以与膀胱粘膜上的甘露糖受体结合，使细菌在膀胱内立足，生长繁殖，引发感染，菌毛也可以介导细菌对细胞的入侵。细菌进入膀胱引起膀胱炎后，可影响膀胱输尿管连接处的功能，导致膀胱输尿管返流，促使感染尿液逆流而上。细菌释放的内毒素可作用于输尿管平滑肌，使其蠕动减退，致输尿管尿液淤滞，管腔内压力升高，形成生理性梗阻。最后细菌可逆行而上进入肾盂。细菌在膀胱壁上形成生物膜，导致对抗菌药物敏感性差、常规细菌培养困难及病程延长和容易复发。细菌致病性与宿主的防御机制有关，尿路梗阻、留置尿管等情况下会削弱宿主的防御机制，更容易导致感染的发生或疾病迁延。