腎積水的直接原因是尿路梗阻引起來的，而梗阻可分為上尿路梗阻和下尿路梗阻。上尿路梗阻直接導致腎積水的發生，而下尿路梗阻則由於膀胱的緩衝作用，對腎積水的形成影響較緩慢，最終可以導致腎積水。引起泌尿系梗阻的原因很多，可以分為機械性梗阻和動力性梗阻。機械性梗阻是指尿路管腔被病變阻塞，如結石、腫瘤，而動力性梗阻是指神經系統的問題造成某些尿路的功能障礙，影響尿液的排出。在不同的年齡和性別當中尿路梗阻的病因也有一定差異，兒童與先天性的疾病常見，如腎盂、輸尿管連接處狹窄，青壯年以結石、損傷、炎性狹窄常見，婦女可能與盆腔內疾病有關，老年人良性前列腺增生最為常見，其次為腫瘤。
上尿路梗阻的最常見原因是腎和輸尿管的病變，常見的有腎盂、輸尿管連接處狹窄，還有異位血管、輸尿管口囊腫、輸尿管異位開口，以及輸尿管結核、腫瘤、結石等。下尿路梗阻例如前列腺增生或者神經源性膀胱，可以引起膀胱排尿功能障礙，最終導致尿瀦留，反流引起腎積水。尿道的梗阻也有類似臨床表現，由於排尿不暢導致上尿路積水。