Yleisimmät pyelonefriitin aiheuttajat ovat Entembacteriaceae-heimon edustajat (gramnegatiiviset sauvat), joista Escherichia coli muodostaa noin 80 % (akuuteissa, mutkattomissa tapauksissa); harvinaisempia taudinaiheuttajia ovat Proteus spp., Klebsiella spp., Enterobacter spp., Citrobacter spp.