Penyebab pielonefritis yang paling umum adalah bakteri dari famili Entembacteriaceae (batang gram negatif), yang mana Escherichia coli menyumbang sekitar 80% (pada kasus akut tanpa komplikasi); patogen yang kurang umum adalah Proteus spp., Klebsiella spp., Enterobacter spp., Citrobacter spp.