肾脏纤维化的微观表现是肾脏固有细胞的纤维化，实质是肾脏固有细胞由于受到损害而坏死。根据肾脏固有细胞受损害程度的不同，以及是否还可以被修复，我们将肾脏纤维化的过程分为两个阶段。
第一阶段：纤维化形成与进展的可逆阶段
药物中毒、高血压、糖尿病、持续感冒、感染等致病因素都会造成肾脏固有细胞的损伤。细胞受到损伤后，会释放一些细胞因子，如IL－1和肿瘤坏死因子（TNFa）等。这些细胞因子会吸引血液中的一系列的炎症细胞（如白细胞、淋巴细胞、血小板、单核－巨噬细胞等）向系膜区、血管区、肾间质区浸润，并释放一系列的炎性介质导致炎性反应，反过来促进肾脏固有细胞的表型转化。此时，肾脏固有细胞的功能已经改变，开始释放一系列致肾毒性细胞因子、生长因子，如： TGF-B、PDGF、Bfgf、EGF等，这些因子会导致肾间质中的成纤维细胞增生与分化，并向肌成纤维细胞转化。
在细胞因子与生长因子持续不停地刺激下，成纤维细胞呈现持续活化增殖状态，并合成细胞外基质(ECM)成分（首先合成分泌纤维粘连蛋白，形成支架结构，然后继续合成胶原Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ成分）。在这个时期，肾脏固有细胞，如系膜细胞、肾小球上皮细胞、肾小管上皮细胞等也可转化成肌成纤维细胞。虽然肾脏的结构和功能已经发生了变化，受损细胞仍能行使部分原有的功能，可以通过治疗使受损的细胞向正常细胞逆转，恢复原来的功能。事实上，阻断受损细胞转化成肌成纤维细胞是阻断肾脏纤维化的关键环节。只要不让固有细胞转化为肌成纤维细胞，纤维化的进程就被阻断了。因此，我们把这个阶段称之为纤维化形成与进展的可逆阶段。此阶段的治疗对于肾病的康复和肾衰竭逆转具有非常重要的意义，是医生和患者都应该引起高度注意的。
第二阶段：瘢痕形成阶段
当固有细胞在炎症刺激和细胞因子与生长因子的作用下，转化成肌成纤维细胞的时候，肾脏纤维化的进程就到达了瘢痕形成阶段。通过细胞转化的研究发现，正常固有细胞一旦转化成肌成纤维细胞，就不再依赖原发病中的炎性介质以及细胞因子的刺激而发生转化，而是自主增值、自主持续分泌并合成不易被降解的Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白，从而造成细胞外基质（ECM）的合成异常加快，降解速度降低。这种合成、降解速度的失衡就促使大量纤维组织生成，使细胞外基质异常积聚与沉积，最终导致肾小球硬化、肾小管、肾间质、肾血管纤维化，并形成持久疤痕。在肾脏瘢痕形成阶段，有效功能肾单位数量逐渐消失，肾功能进行性衰竭。这一时期，在临床上被称为肾衰竭的终末期，也称作尿毒症期。在这一时期，虽然有阻止肾脏纤维化进程的可能，但对已经成为瘢痕的肾脏组织，已很难进行修复。
