Patofisiologi pyelonephritis atau pielonefritis adalah infeksi saluran kemih pada bagian parenkim dan pelvis ginjal akibat penjalaran bakteri dari saluran kemih bawah ataupun penyebaran secara hematogen.

Pyelonephritis merupakan infeksi saluran kemih bagian atas yang disebabkan oleh invasi bakteri pada parenkim renal. Pyelonephritis biasanya berawal dari infeksi saluran kemih bagian bawah yang menjalar ke atas akibat penatalaksanaan yang tidak tepat (ascending infection). Namun, invasi bakteri ini dapat pula disebabkan oleh adanya penyebaran hematogen, misalnya pada endokarditis. [3,4]

Pada pyelonephritis, faktor virulensi dari bakteri berperan terhadap terjadinya proses patogenesis pyelonephritis, yaitu penempelan bakteri pada epitelial, yang diikuti oleh terjadinya respon inflamasi akibat bakteri. Berikut adalah contoh proses yang terjadi pada bakteri yang paling sering menjadi penyebab pyelonephritis, uropathogenic Escherichia coli (UPEC).