La lithogenèse désigne l'ensemble des processus physicochimiques et biologiques qui conduisent de la sursaturation des urines à la formation d'un calcul urinaire. La lithogenèse peut être subdivisée en deux grandes phases : la cristallogenèse, qui correspond aux différentes étapes de formation des cristaux chez le sujet normal comme chez le lithiasique, et la calculogenèse, observée uniquement chez les patients lithiasiques, qui rend compte des processus de rétention, d'accrétion et de conversion cristalline responsables de la formation, de la croissance et de la transformation du calcul. Cristallogenèse et calculogenèse sont la conséquence d'un déséquilibre entre promoteurs et inhibiteurs de la cristallisation. Les premiers correspondent aux substances dissoutes dans les urines mais capables, soit seules lorsque les conditions sont favorables, soit par associations, de former des cristaux. Les seconds représentent toutes les substances micro- ou macromoléculaires capables de bloquer ou de réduire les processus de cristallisation et de rétention cristalline. La cristallurie, première étape, nécessaire mais non suffisante, de la lithogenèse expose, lorsqu'elle est trop fréquente, à un risque accru de formation de calculs. La nucléation hétérogène d'une espèce cristalline sur une autre préalablement formée est la principale cause de formation de calculs calciques aujourd'hui, notamment au travers de la plaque de Randall. Cette calcification, formée dans la médullaire profonde du rein et accumulée derrière l'épithélium papillaire qu'elle est capable de rompre par un mécanisme encore mal élucidé, sert de nucléateur à l'oxalate de calcium sursaturé dans l'urine issue des tubes collecteurs. Il s'ensuit la formation de calculs d'oxalate de calcium attachés à l'épithélium papillaire par l'intermédiaire de la plaque de Randall. Ce processus lithiasique est devenu la première cause de lithiase calcique dans les sociétés industrielles, y compris en France où plus de la moitié des calculs d'oxalate de calcium observés chez les jeunes adultes résulte de ce mécanisme.