鏡檢白細胞增多，若見白細胞(或膿細胞)管型，則提示病變在上尿路。紅細胞也可增多，血尿型者甚至為肉眼血尿。尿蛋白可增多，但一般<2.0g/d，多為小分子蛋白，腎小管功能受損時，可出現尿比重降低，晨尿pH增高。
尿白細胞排泄增加提示尿路炎癥，在診斷方面也具有重要意義。無癥狀菌尿癥時膿尿發生率約37%，白細胞排泄>5個/mm3即屬異常。膿尿與菌尿有極顯著的相關性，可作為最初的篩選方法。白細胞酯酶試紙法對預測鏡下菌尿和陽性尿培養的敏感性均為100%，如再結合鏡下膿尿、菌尿，其特異性亦達100%。
用抗生素或化療藥物治療，不久即可呈現無菌性膿尿。無菌性膿尿也是腎結核、結石、鎮痛劑濫用、少數需氧菌和厭氧菌感染的表現。尿路損傷如衣原體尿道炎、腎小球腎炎和腎病等也可見無菌性膿尿。
不伴膿尿的尿路感染見于藥物和再生性障礙等引起的白細胞減少癥，腎臟集合系統遠端感染性病變(如腎皮質膿腫)，偶見于梗阻性尿路病。
白細胞尿不是尿路感染恒有的特點，連續幾次的尿標本白細胞計數變化不定。單次尿標本查不到白細胞不應視為無菌尿的證據。膿尿取決于尿液流量和尿pH值。一天之內尿細菌計數也可不同，一般來講，宜查晨尿標本。
白細胞管型是上尿路炎癥性疾病可靠的證據，但與顆粒管型一樣并非感染所特有。活動性腎盂腎炎時常見不到這些管型。做管型計數時須用新鮮尿標本。
鏡下血尿不是提示細菌感染的可靠證據。無蛋白尿不能排除尿路感染，大多數尿路感染病人尿蛋白排泄低于2.0g/24h。