De kans dat zich nierstenen vormen is het grootst op het moment dat er een grote concentratie opgeloste stoffen in de urine aanwezig is. Niet genoeg drinken vergroot dan ook de kans op het ontstaan nierstenen. Indien er niet veel water in het lichaam zit dan houden de nieren zo veel mogelijk vocht vast. Het gevolg daarvan is dat de urine welke de nieren wel produceren zeer geconcentreerd is. Personen die zich in een warmere omgeving bevinden of zich veel lichamelijk inspannen, dienen dus meer vocht tot zich te nemen om het vochtverlies door transpireren op te vangen en de concentratie van de urine laag te houden.
Er kunnen zich, afhankelijk van de kristalliserende afvalstoffen, diverse soorten nierstenen vormen. De meeste nierstenen bestaan echter uit calcium en kan men in verband brengen met een dieet dat rijk is aan oxaalzuur of aan calcium. Tevens kunnen nierstenen gevormd worden wanneer het lichaam te veel bijschildklierhormoon produceert, een proces waarbij zich veel calcium in het bloed ophoopt. Een gering gedeelte van de nierstenen bevat urinezuur; deze kunnen voorkomen bij personen die lijden aan jicht.
Een niersteen kan verder het gevolg zijn van infecties in de urinewegen en de vorm krijgen van een koraal welke heel het nierbekken kan vullen. Deze nierstenen worden om die reden dan ook vaak aangeduid als een koraalsteen. In zeldzame gevallen worden nierstenen van cystine gevormd. Dit is een stof welke in ongewoon grote hoeveelheden aanwezig is bij personen met cystinurie.