感染性结石形成的先决条件是脲酶阳性细菌引起的持续性尿路感染。引发成石的必要条件是脲酶将尿中的尿素分解为氨和二氧化碳，进而形成铵离子，使尿液呈碱性。氨水解为铵离子后，又水合成氢氧化铵。由于后者属于强碱，可使尿pH值明显升高，当pH值达到7.2时，铵离子可与尿中的磷酸根及镁离子结合成磷酸铵镁。来自尿素的二氧化碳还原为碳酸氢盐，尿液趋向碱化，如果尿pH值达到6.8，它将会与尿中的阳离子结合，形成碳酸磷灰石。
感染性结石的形成也遵循着一般的成石规律，即晶核形成→晶体生长→晶体聚集→晶体滞留在尿路中最终形成临床结石。脲酶将尿液中的尿素分解后，随着氨和二氧化碳的持续产生，使尿pH值维持在7.2～8.0之间，这样可使磷酸铵镁结晶和碳酸磷灰石结晶不断形成。感染石的特点是生长迅速，一般在4～6周即可成石。但若尿液发生酸化，pH值低于6.5时，这些结晶将不再形成，并且开始溶解。感染性结石的产生和溶解均高度依赖于尿液中的pH值，只有pH值在7.2-8.4之间时，结晶才有发生的可能。此外，体外研究显示感染性结石在pH少于6.5时的酸化状态下，可以增加结石的溶解。感染性结石患者尿液酸化的目标位是pH值6.2，在此pH点，有利于溶解残石和防止新结石形成，同时亦可强化抗生素的杀菌效果。
在引起尿路感染的病原体中，约有1/3是由产生脲酶的微生物（真菌、细菌、支原体）所致。产脲酶微生物以细菌常见，而其中主要有变形杆菌属、克雷白杆菌属、假单胞菌属和葡萄球菌属。虽然大肠杆菌属是最常见的尿路感染致病菌，但仅约1.4％大肠杆菌能够产生脲酶，故其不是导致感染石的主要致病菌。“磷酸铵镁－磷灰石尘粒”多在细菌外围形成，进而促进结晶生长。菌体内外均可形成结晶。单纯磷灰石结晶多在菌体内形成，细菌解体后所形成的微石可以作为结石的核心。而菌体外生长的结晶可沉积于细菌形成磷酸盐覆盖物，这样封闭于结石内的细菌就成为感染复发的源头。感染石形成较快，体外研究表明奇异变形杆菌在2～4小时之内就可促发磷酸铵镁结晶形成（图16-19）。
