Useimmiten virtsatietulehduksen aiheuttaja on normaalin suoliston bakteerikantaan kuuluva suolistobakteeri Escherichia coli. Muita tulehduksen aiheuttajia ovat Enterokokit ja Klebsiellat.

Sairaala- ja laitoshoidossa olevilla sekä katetripotilailla bakteerikanta on erilainen.

Virtsatietulehduksen syntyminen veriteitsekin on mahdollista, mutta hyvin harvinaista.