Patofisiologi ginjal polikistik melibatkan defek pada gen yang menyebabkan terbentuknya kista multipel dan progresif pada parenkim ginjal. Adanya kelainan genetik yang menyebabkan abnormalitas dari fungsi polikistin dan fibrokistin diduga mendasari timbulnya kelainan ginjal polikistik, baik yang bersifat autosomal dominan ataupun autosomal resesif.

Pada kelainan ginjal polikistik yang bersifat autosomal dominan, didapati mutasi pada gen PKD 1 dan PKD 2 yang mengkode polikistin. Sedangkan, pada kelainan ginjal polikistik autosomal resesif, ditemukan adanya mutasi pada gen PKHD1 yang mengkode fibrosistin yang memiliki fungsi serupa dengan polikistin.

Gangguan pada polikistin dan fibrosistin menyebabkan kelainan fungsi silia primer. Sebagai akibatnya, kaskade intrasel menjadi terganggu, sehingga terbentuk epitel kistik, terjadi peningkatan pembelahan sel, peningkatan apoptosis, dan hilangnya kapasitas resorptif. Selain itu, polikistin dan fibrosistin juga diekspresikan pada otot polos vaskular, sehingga gangguan pada protein ini akan menyebabkan kelainan pada berbagai respon vaskular.[2,4]