腎血管性高血壓是由於缺血導致腎素-血管緊張素-醛固酮軸激活而產生的。患腎由於血流灌注減少而釋放腎素,腎素促使血管緊張素原因轉化成血管緊張素Ⅰ,血管緊張素Ⅰ經血管緊張素轉化成酶轉化血管緊張素Ⅱ。血管緊張素Ⅱ是一種強烈的血管收縮劑,血管緊張素Ⅱ(AⅡ)還可刺激腎上腺分泌醛固酮,從而出現鈉瀦留。
腎動脈阻塞性疾病可單側或雙側發病,或發生於獨腎患者,因不同類型的腎血管性高血壓的病理生理也不相同。在雙腎模式(雙腎,一腎鉗夾型)中,缺血腎釋放腎素導致水鈉瀦留,但對側正常腎臟會出現壓力性利尿排鈉,從而使患者實際上出現負鈉平衡,進一步增加了腎素釋放。
在單腎模式(單腎,單腎鉗夾型)中,沒有對側腎的影響,從而阻止了鈉的喪失,細胞外液體積增加使血腎素活性受抑,此類患者血壓升高主要是體液過量所致。雙腎動脈狹窄患者情況與之類似。