A principal causa da hidronefrose é a obstrução do tracto urinário e pode ser dividida em causas congénitas e adquiridas. As causas congénitas de hidronefrose incluem estenose ureteral intrínseca, não-função segmentar, ureteres torcidos, compressão vascular ectópica e aberturas ureterais altas. A estenose ureteral intrínseca é frequentemente encontrada na junção pélvico-ureteral e produz uma obstrução incompleta, criando uma área inelástica localizada de estenose que leva à acumulação e retenção de urina, resultando em hidronefrose. A não-funcionalidade segmentar é devida a uma anomalia congénita de desenvolvimento que resulta na perda da contracção ureteral localizada, criando uma condição obstrutiva. Torção ureteral, aderências e estruturas anormais levam a obstrução local e retenção de urina. A compressão vascular ectópica pode ter vasos ectópicos que comprimem o ureter, levando a condições de retenção. Uma abertura ureteral elevada pode também levar a uma maior tensão local e retenção de urina. As causas adquiridas de hidronefrose incluem irritação inflamatória, obstrução da junção ureteral pélvica e factores traumáticos. A irritação inflamatória crónica a longo prazo pode levar à formação de tecido cicatricial dentro do uréter, resultando em função contrátil anormal e obstrução. Se houver obstrução de pedra, tumor ou tecido neoplásico na junção ureteral pélvica, isto também pode causar obstrução por compressão. Se houver danos no uréter, pode formar-se tecido cicatrizado durante o processo de reparação, o que também pode afectar a função contrátil do uréter, levando a uma função anormal e retenção de fluidos.