先天性肾积水通常由泌尿系统结构异常或功能障碍引起，常见于胎儿发育期。该病主要与输尿管狭窄、膀胱输尿管反流、肾盂输尿管连接部梗阻等因素有关，少数情况下可能由神经源性膀胱或后天性尿路结石等继发问题导致。
泌尿系统发育异常是主要病因。胎儿期输尿管芽发育不全可能导致输尿管狭窄或扭曲，造成尿液引流不畅。肾盂输尿管连接部梗阻约占先天性肾积水的40%，该部位肌肉层发育缺陷会引起节段性蠕动功能障碍。膀胱输尿管反流则因输尿管膀胱壁内段先天过短，导致尿液逆流至肾脏。
机械性梗阻是另一重要因素。重复肾伴输尿管囊肿可能压迫正常输尿管开口，输尿管息肉或瓣膜等腔内病变也会形成阻塞。部分患儿存在异位血管压迫肾盂输尿管连接部的情况，妊娠期超声检查可发现肾盂前后径增宽。
功能性排尿障碍也可能引发积水。神经源性膀胱患儿因支配膀胱的神经发育异常，出现膀胱逼尿肌-括约肌协同失调，导致尿液滞留并逆向压迫肾脏。梅干腹综合征患者因腹壁肌肉缺损，膀胱排空能力显著下降。
遗传因素在部分病例中起重要作用。常染色体显性遗传性多囊肾、先天性肾病综合征等疾病可能合并肾积水。某些染色体异常如唐氏综合征患儿，泌尿系统畸形发生率较普通人群高10-15倍。
对于轻度肾积水，建议每3-6个月进行超声监测。中重度病例需进行利尿性肾图评估分肾功能，必要时行输尿管再植术或肾盂成形术。约20%的胎儿期肾积水会在出生后1年内自行缓解，但肾功能损伤程度超过15%时应考虑手术治疗。
