三项病理生理因素可以引起尿酸结石形成：①高尿酸尿症②持续酸性③尿量减低。高血尿酸或尿酸的肾漏或二者都有可引起高尿酸尿症，过度氢离子分泌或低尿量缓冲可以引起低PH。
尿中尿酸排泄量过多是导致酸结石形成的主要因素，尿酸又称2.6.8-三氧嘌呤，是嘌呤氧化分解代谢的终末产物，主要经肾脏排泄。临床上，尿中尿酸排出量＞600mg/日，即为高尿酸尿症。人体的尿酸有两大来源：（1）外源性尿酸来源于食物中的嘌呤，摄入嘌呤2mg/kg/日后，尿中大约排出尿酸200-300mg/日，食用富含嘌呤的肉类、鱼类，尤其是动物内脏，是引起体内尿酸水平波动的重要原因。（2）内源性尿酸来源于体内嘌呤的重新合成和组织细胞的核酸降解，每日约为300mg。
导致内源性尿酸产生过多的常见原因是痛风症，约有11%痛风合并尿酸结石，其次是葡萄糖-6-磷酸酶缺乏症，该症在幼年就出现痛风症状和尿酸结石。因内源性核酸分解增加所致的尿酸排泄量增加见于是淋巴增生性疾病，如淋巴瘤和白血病，由于体内核酸代谢旺盛，体内嘌呤大量增加，导致高尿酸尿，尿酸结石可以是这些疾病的最初表现。此外，肿瘤化疗和放疗后因组织坏死分解，亦可产生大量嘌呤导致高尿酸尿。
低尿PH也是尿酸结石形成的重要因素。尿酸的溶解度具有PH值依赖性，在尿PH值为6.0时尿酸的溶解度约为500mg/L；而在尿PH值为5.0时则降为100mg/L。当尿PH值大于6.5时，尿酸主要以离子型尿酸盐的形式存在，一般不会形成结石；反之，当尿PH值低于5.5时，尿酸全部处于非解离状态，如果达到过饱和状态，便会诱发结石形成。
尿PH值长期低于5.5是诊断尿酸结石的一条重要依据，正常尿PH值在一天内反复波动于5-7之间，故一般不会成石，但90%尿酸结石患者的首次晨尿PH值＜5.7，平均5.5。这种尿液慢性持续性酸化也可能是痛风患者容易形成尿酸结石的因素，尿液持续酸化的机制可能与肾氨分泌功能衰退有关。此外，多种胃肠疾病亦会引发尿酸结石，其中以慢性肠炎和肠切除最为常见，由于碳酸氢盐大量丢失，也可造成尿PH值下降，从而诱发尿酸结石形成，但尿酸分泌正常。
尿酸结石是所有结石中受气温和饮水量影响最大的结石。长期于烈日和高温下或生活在干燥的中，以及体力劳动强度较大者，往往体液丢失量大，甚至脱水，使尿量减少，尿液浓缩，从而导致尿中尿酸过饱和。另外，某些炎性肠道疾病的患者，除因碳酸氢盐丢失而致的尿液过度酸化外，慢性脱水造成的尿中尿酸浓度过高也是尿酸结石形成的重要原因。
慢性腹泻状态包括回肠造口术、溃疡性结肠炎和克罗恩病都可以通过酸性尿和低尿量来引发结石。酸性尿是由于粪便中碳酸氢根的丢失和铵分泌缺陷有关。在慢性炎性肠病的患者中，形成钙盐结石的几率也明显提高。
在干旱地区如以色列，由于脱水引起的少尿已经是形成尿酸结石的因素，经常大强度运动的人会引起低尿量和低尿PH（反复暂时性乳酸酸中毒）很容易引发尿酸结石。
在某些疾病如骨髓增生病或溶血性贫血时，由于嘌呤生过量，通常有高尿酸尿症。这类病人的治疗方法是用别嘌呤醇黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶的作用下转变为尿酸，虽然这些可能引起尿液中黄嘌呤的沉淀。
高动物蛋白饮食时由于大量的嘌呤负荷，可引起高尿酸排泄，低尿PH和枸椽酸。然而，在多数病人中，由于铵的适当增加，PH多大于5.5，如果这时尿钠含量很高，那么很可以促进钙盐沉积。所以，由于高动物蛋白摄入引起的高尿酸尿症时，引起的草酸钙结石要比尿酸结石多。
一些促尿酸排泄促药物如二丙苯磺胺、高剂量的水杨酸盐和放射因素可以引起暂时性高尿酸尿。长期慢性使用这些药物可以使尿酸排泄量达一稳定的可控水平。在已经有结石的患者内，使用二丙苯磺胺类药物可以加剧结石的形成。
在尿酸结石病例中原发性痛风具有家系内发病率高达30%。它的遗传缺陷尚没有明确，但遗传类型可能为常染色体显性遗传。尿酸结石的发病率与高尿酸尿的程度成直接正相关。已知原发性痛风与尿酸盐的排泄功能下降、不明原因的低尿PH有关。原发性痛风的临床特征就是 “痛风素质”相关表现， “痛风素质”这一词主要来描述那些患自发性尿酸结石的患者，他们没有结石形成的继发因素，也没有提到的遗传缺陷。痛风素质的潜在功能紊乱与原发性痛风相似，但具有潜在的高尿酸血症，通常很难将痛风素质与具有以上遗传缺陷的原发性痛风综合征区分开来。痛风素质必须的特征是持续的低尿PH，这与原发性痛风相似，此外，尿酸盐排泄减少也与原发性痛风相似。大部分痛风素质患者具有正常的血尿酸，也有些和原发性痛风一样具有高血尿酸，这可能与尿酸盐产生过量有关，24小时尿尿铵的排泄量与正常组相似，虽然稍呈下降趋势。
由于基因酶而引起的高尿酸尿症比较少，但是比原发性痛风具有更好的遗传学特征。三类研究较多的基因产物是①次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷（Lesch-Nyhan综合征）。②磷酸核糖焦磷酸合成酶过度表达。③葡萄糖－6－磷酸酶缺陷。受累患者的血尿酸浓度一般超过10mg/dl，尿尿酸大于1000mg/day，75%的患者在20岁前形成尿酸结石；另一种罕见的酶缺陷是腺嘌呤磷酸核糖基转移酶，它可以2,8－二羟腺嘌呤性尿结石。区分这些尿酸结石的成分很重要，因为它们需要不同的治疗方法。
另外一种情况并不是很明确，是由于遗传性原发性肾漏尿酸引起的高尿酸尿合并少尿或正常尿量。在犹太和印第安人中可见一种家系性常染色体显性遗传病，患者具有正常血尿酸、低尿PH、低尿铵和碱性尿消失的特征。这种患者频发结石、尿感染，而且肾功能逐渐下降，该病的具体的基因缺陷尚不明确。
自发性尿酸结石患者的一些确定的表现是明确的。一些尿酸结石患者具有代谢障碍如胰岛素抵抗、向肥胖、血脂障碍和高血压，并不是所有的痛风素质患者都具有代谢障碍的特征。反之亦然，并不是具有代谢障碍的痛风素质患者都会形成尿酸结石。
此外,尿酸结石与高尿酸尿性草酸钙结石（HUCN）在概念和成石的机制上有所不同，虽然两者都是同在高尿酸尿状态下形成的，但区别在于前者一般是在尿PH5.5以下时，尿酸过饱和并析出结晶后形成结石的，而后者是在尿PH值大于5.5时，尿酸在含钠的尿液中解离后形成尿酸钠，尿酸钠再通过异质成核，以及与尿中结晶因子结合，从而诱发草酸钙结石形成的。
已有前瞻性和回顾性流行病学调查研究表明肾结石病与高血压有关联，也有研究表明糖尿病患者具有更高的结石发病率。但是这些流行病学调查研究没有将不同类型的结石相联系。追溯到数十年内有关尿酸结石病患者的研究，发现重复性最高的结果就是低尿PH，虽然也有些相矛盾的结果，但低尿PH最好的解释就是尿内由于低氨引起缓冲作用下降。也有研究表明低尿NH4＋只在一些特定的情况下出现，如高蛋白负荷或可滴定酸前体受限，在给予氯化铵负荷后可以发现尿铵排泄比较缓慢，但是氨化反应（ammoniagenic responses）与慢性、急性负荷控制组相似，有很多可能的原因来解释这些结果的不统一性，包括：摄入酸和碱的基数不同，酸负荷的快慢和程度不同，可变的缓冲液活性等。
Abate和Sakhaee等人发现一些尿酸结石患者存在一些的和肾脏的代谢障碍，他们发现一些常见的代谢综合征表现，包括腰围增大、血压升高、血清甘油三酯和尿酸升高，而低密度脂蛋白胆固醇浓度下降。Sakhaee等人发现约33%的尿酸结石患者患有糖尿病，23%具有糖耐量受损。这些尿酸结石患者当给予固定酸负荷后血浆酸－碱平衡仍然正常，但是他们的尿中酸－碱平衡与正或草酸钙结石患者不同，他们铵排泄量更低，机体通过增加可滴定酸（低PH）和低枸椽酸尿来代偿。需要注意的是这些病人中发现的低枸椽酸尿并不是尿酸结石特有的。尿液轻度泌铵功能受损可引起轻微的内酸碱平衡失调,这时通过排出酸性尿可以达到酸－碱平衡稳态。为了放大这一酸化功能缺陷，Sakhaee对这些患者在四天的可滴定酸饮食，达长期酸饱和的基础上给予急性快速的酸负荷，实验结果显示草酸钙结石患者与正一样，铵离子都具有一个显著的升高,而尿酸结石患者由于合成氨障碍，铵的升高不明显，而且具有更低的尿PH值。混合结石患者结果界于他们之间。
尿酸结石患者具有更低的铵离子，并通过更高的可滴定酸和更低的枸椽酸来代偿，酸排泄净值保持不变,在超重（BMI过大）的正常志愿者中，通过测量外周葡萄糖分解率来测量胰岛素性，并将其与24小时尿平均PH相联系,尿酸结石患者的分布图很拥挤，而且位于图的末端,为了明确他们的关系，一些尿酸结石患者给予噻唑烷二酮来提高他们的胰岛素性，通过测量外周葡萄糖分解率来监测胰岛素性，发现葡萄糖分解率升高，同时伴随尿PH的下降和尿铵的升高。这一发现强烈说明胰岛素抵抗很可能与肾酸化功能损伤有关。简单地说，具有胰岛素抵抗的尿酸结石患者可能具有轻微的尿酸化功能缺陷，一般通过不引起酸－碱失衡，但是产生的高酸化尿可以促进尿酸沉淀。胰岛素抵抗与尿结石结石的关系很可能也存在于痛风素质的患者,也可能一些具有痛风素质和尿酸结石的患者没有胰岛素抵抗或者糖尿病或所谓的“X综合征”，即使有低尿PH和尿酸盐排泄量。
人类虽然主要为排泄尿素有机体，但亦具有排泄尿酸和氨中的氮的能力。两个次要的氮排泄之模式的不平衡造成尿酸沉淀于人体尿液中。尿酸肾结石可以由不同的病因产生，与或多或少的存在着一定缺陷有关，这几方面包括高尿酸尿、酸性尿PH以及低尿量,其它因素为遗传性的或未能确定的原发性原因。原发性尿酸结石的亚型（痛风素质）仅仅是胰岛素抵抗所引起的性疾病中的冰山一角。肾的胰岛素抵抗对铵的排泄影响不大，还不足够引起酸碱稳态的，但这足够为尿酸结石的成立建立化学。
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