肾脏是机体主要排泄器官，尿毒症时，其功能受损，导致体内毒素的积蓄，如非蛋白氮等有毒物质对中枢神经的毒害作用，其中以胍，酚类化合物的浓度关系密切，尿素和尿酸的增高往往使尿毒症加重，但有人提出单有尿素增高难以说明精神障碍与尿毒症的关系，近年来有人提出血内中分子或低分子有毒物质的潴留与尿毒症的精神障碍有关。
有人发现肾性脑病时脑血流量并不减少，而是由脑耗氧量降低引起脑代谢障碍导致脑功能异常，并认为这与意识障碍的发生有关。
当肾性脑病时由于脱水，低钠，低钙和高钾，高镁，酸中毒以及血液和脑脊液间的平衡障碍，致体液代谢及酸碱平衡紊乱引起脑水肿，它与意识障碍和其他精神神经症状的发生有关。
总之，肾性脑病或称尿毒症性脑病，是由多种原因导致以氮质潴留为主的表现出严重的精神障碍和神经症状，由各种慢性肾脏病出现慢性肾功能衰竭所造成，少数可由于失血，休克或完全性尿路梗阻等病变引起急性肾功能衰竭所致。
发病机制尚未完全阐明，有以下几种学说。
1.血脑屏障障碍说：在透析过程中血内尿素氮浓度急剧下降而脑脊液和脑组织内尿素氮等下降缓慢，脑脊液渗透压高于血液渗透压，最终引起颅压增高和脑水肿而出现精神障碍，据Prill的研究在透析前脑脊液中的尿素是血液尿素的85%～95%，透析后脑脊液中的尿素是血液中尿素的200%。
2.其他促发因素：
(1)躯体合并症：如动脉硬化症，心脏和肝脏疾病可促使精神障碍的发生及加剧。
(2)电解质紊乱：血钠，血钾的水平下降，脱水，血循环量减少，血压变动等有一定影响。
(3)铝积蓄：有人报道肾功能衰竭，特别是透析性脑病和痴呆状态与铝中毒有关。
(4)心理因素：由于长期接受心理应激易产生抑郁，焦虑，恐惧烦恼等情绪，继而促发精神障碍。
