Prawdopodobnie najczęstszą przyczyną bólu nerek jest infekcja nerek, znana jako odmiedniczkowe zapalenie nerek, w której tępy, obolały ból w górnej części pleców występuje po jednej stronie, wokół poziomu dolnych żeber, wraz z objawami takimi jak gorączka i krew w moczu. Kamienie nerkowe mogą powodować silny i nagły ból, jednak ponieważ ma to miejsce, gdy kamień opuścił nerkę i porusza się wzdłuż przewodu lub moczowodu, który prowadzi do pęcherza, można by argumentować, że nie jest to technicznie ból nerek. Należy pamiętać, że niektóre stany, które są na tyle poważne, że powodują niewydolność nerek, nie powodują bólu i że ból może wydawać się pochodzić z nerek, ale inne choroby mogą powodować ból w tym samym obszarze. Czasami ludzie zakładają, że ból w dolnej części pleców jest bólem nerek, ale nerki znajdują się nieco wyżej, schowane w dolnych żebrach z tyłu tułowia. Inne możliwe przyczyny bólu nerek to skrzepy krwi, nowotwory, infekcja dróg moczowych i każda choroba nerek, która powoduje śmierć tkanki nerkowej.
Stan znany jako miażdżyca tętnic, w którym tętnice ulegają zwężeniu, może prowadzić do powstania zakrzepu krwi w tętnicy nerkowej zaopatrującej nerki. Utrata dopływu krwi do niektórych lub wszystkich tkanek nerek powoduje nagły ból i prawdopodobnie krew w moczu. Guzy nerki mogą również powodować obecność krwi w moczu, ale ból odczuwany z powodu guza ma tendencję do rozwijania się bardziej stopniowo. Wodonercze to kolejny stan, który może powodować ból nerek. W wodonerczu utrudnienie odpływu moczu z nerki przez guz, kamień lub załamanie w drogach moczowych prowadzi do ciśnienia wstecznego moczu i obrzęku nerki.
Diagnozę bólu nerek można przeprowadzić za pomocą testów, takich jak paski paskowe i posiewy moczu. Paski do pomiaru moczu zmieniają kolor, aby wskazać nieprawidłowości w moczu, takie jak zmiany kwasowości i stężenia lub obecność krwi, białka, bakterii i innych substancji. Infekcja nerek może prowadzić do znalezienia krwi i białka w moczu, a posiew moczu, w którym pozwala się na wzrost drobnoustrojów z próbki moczu, może być użyty do określenia rodzaju zaangażowanych bakterii.
Zdjęcia rentgenowskie i skany nerek i układu moczowego mogą pomóc zdiagnozować przyczynę bólu nerek. W celu wykrycia objawów choroby można pobrać próbkę tkanki nerki, znaną jako biopsja. Niektóre zaburzenia nerek, takie jak wielotorbielowatość nerek, powodują wysokie ciśnienie krwi oraz ból, a ciśnienie krwi można mierzyć podczas badań. Można wykonać badania krwi, aby sprawdzić, czy produkty przemiany materii gromadzą się we krwi z powodu utraty funkcji nerek. Leczenie bólu nerek różni się w zależności od przyczyny, ale najczęściej ból ustępuje, gdy choroba podstawowa jest skutecznie leczona.