Una sostanza solubile in acqua si mantiene disciolta in essa al di sotto di una certa concentrazione; al di sopra di questo valore soglia, detto punto di saturazione, la soluzione si dice satura e la sostanza precipita in aggregati. Possiamo renderci conto di questo fenomeno con un semplice esperimento: se aggiungiamo gradatamente del sale da cucina in un bicchiere d’acqua e lo agitiamo leggermente, vedremo che il sale si scioglie fino ad una certa quantità; continuando ad aggiungere sale, esso non si scioglie, ma precipita in fondo al bicchiere.
Lo stesso meccanismo è presente nell’urina che contiene diverse sostanze disciolte in essa. Quando se ne aumenta la concentrazione, bevendo poco o dell’acqua contenente molti sali minerali, ad esempio il calcio, se si supera il valore soglia, di cui abbiamo parlato sopra, queste sostanze precipitano e aggredendosi formano il primo nucleo di un calcolo. Difetti del metabolismo, malattie renali, il ristagno urinario e l’infezione favoriscono la formazione di calcoli. Le infezioni urinarie sono verosimilmente la causa più frequente di calcolosi nella donna.
I principali componenti dei calcoli renali sono: il fosfato di calcio, l’ossalato di calcio, il fosfato triplo di magnesio, l’acido urico, la cistina, la xantina, i silicati. I più frequenti sono i calcoli composti da ossalato di calcio, puro o misto a fosfato di calcio, che da soli costituiscono i due terzi di tutti i calcoli.