Thông thường, khi bàng quang chứa khoảng từ 250 - 350 ml nước tiểu thì sẽ kích thích gây buồn tiểu và đi tiểu. Lượng nước tiểu đủ để gây kích thích ở mỗi người có thể khác nhau. Ở người bị bí tiểu, nước tiểu ở trong bàng quang đã đạt mức nhất định nhưng lại không thể đi tiểu được.
Có rất nhiều nguyên nhân gây bí tiểu. Nếu thành bàng quang co bóp không đủ mạnh có thể là do mất liên hệ với hệ thần kinh điều khiển tiểu tiện. Nguyên nhân gây mất liên lạc như: chấn thương cột sống, chấn thương vỡ xương chậu, các bệnh lý bàng quang (viêm bàng quang, sỏi bàng quang, túi thừa bàng quang, thành bàng quang bị chai xơ, xơ cứng cổ bàng quang...).
Trong nhiều trường hợp bệnh nhân bị sỏi bàng quang có sỏi di chuyển đến lỗ thông bàng quang với niệu đạo và bịt kín lỗ này lại khiến dòng chảy của nước tiểu bị cản trở và tắc nghẽn. Tình trạng viêm niệu đạo mãn tính dẫn đến xơ hóa, chít hẹp niệu đạo do viêm nhiễm, vi khuẩn, xơ cứng niệu đạo... cũng có thể gây ra bệnh bí tiểu.
Ngoài ra, nguyên nhân bí tiểu ở nam giới còn có thể do các bệnh tiền liệt tuyến gây chèn ép cổ bàng quang. Ví dụ: viêm tiền liệt tuyến, u...