慢性腎功能衰竭的發生和發展過程中可以出現一系列的腎臟結構與功能的代償反應，以使機體適應由於腎功能單位數減少而引起的體內不同的改變，維持機體的平衡。這些結構及功能的代償反應主要包括以下幾方面：
①殘餘腎單位腎小球濾過率增加，以補償喪失的功能腎單位的作用，排泄機體內的代謝廢物，但由於殘餘腎單位的負荷加重，又進一步加速了腎小球損害，如引起腎小球的肥大;
②腎小球代償性肥大，雖然在完整的腎單位中無不利反應，而且可以增強腎臟功能，但在腎小球疾病時可引起腎小球濾過率繼發性下降，加速腎小球的硬化;
③腎小球及間質炎細胞浸潤，可以吞噬、除去引起腎小球、腎小管損傷的有害物質，但也可以釋放生長因子和炎症介質，刺激膠原的沉積及系膜基質增多，導致腎小球硬化及腎小管間質纖維化的出現;④殘餘腎單位鈉的排泄增加，可以防止細胞外液擴張及高血壓產生，但鈉攝入減少時可致低容量反應;
⑤腎小管氨的分泌增加，雖可以減少酸中毒的產生，但卻加速腎小管間質的損傷;
⑥尿蛋白排泄增加可導致患者浮腫、低蛋白血癥，並加速腎小管腎小球損害;
⑦繼發性甲狀旁腺功能亢進，使機體增加磷的排泄，降低磷瀦留，但其後果卻是引起尿毒症性骨病及其他器官功能的紊亂和失調。由此可見，慢性腎功能衰竭過程中出現的一系列腎臟結構與功能的代償反應，雖然可以部分糾正腎單位喪失導致的一系列病理生理改變，但是如果不人為地對其進行積極的控制，都有可能給機體帶來不良的效應，最終可以導致腎小球硬化和腎小管間質的損傷。
腎小球的硬化是由於各種原因所致的腎損傷可使功能腎單位減少，殘餘腎小球內壓力明顯增，腎小球毛細血管內壓增加，引起腎小球內皮細胞損傷，微動脈瘤的形成及血小板聚集而導致腎小球內血栓形成，另外由於腎小球系膜區內大分子物質的聚集及局部釋放生長因子的影響，系膜細胞增殖、系膜基質擴張，可引起殘餘腎小球代償性肥大，代償過度的最終結局即是腎小球硬化。
腎小管的損傷則是由於殘餘腎單位腎小管的負荷明·顯加重，導致腎小管的高代謝，小管上皮細胞酶活性的增強而引起腎小管的損傷。
慢性腎功能衰竭的病理生理過程是極為複雜的，但一般認為下列因素在慢性腎功能衰竭的腎臟結構和功能的改變中起着重要作用：
①腎小球毛細血管血壓增高;
②系統性高血壓;
③腎小球內凝血;
④血清脂質水平的增高;
⑤腎臟局部細胞因子和血管緊張素系統活性的改變;
⑥腎小管的高代謝。因此，在臨牀上針對這些因素可以採用嚴格控制血壓水平、降低腎小球內壓力、抗凝治療、控制腎臟局部血管緊張素Ⅱ的水平、降血脂治療和低蛋白飲食等來延緩慢性腎功能衰竭的進展。
