W wysiłkowym nietrzymaniu moczu dochodzi do wycieku moczu podczas kaszlu, kichania, wysiłku fizycznego lub w wyniku podobnych czynności. Jest to zjawisko szczególnie częste u kobiet. Prawdziwe wysiłkowe nietrzymanie moczu (diagnozowane na podstawie badań urodynamicznych) występuje, gdy nie funkcjonuje prawidłowo szyja pęcherza moczowego oraz inne mechanizmy biorące udział w utrzymywaniu moczu.

Szyja pęcherza moczowego jest znacznie silniejsza u mężczyzn niż u kobiet, choć może dojść do jej osłabienia w wyniku operacji gruczołu krokowego. Jej rola jest mniej istotna w procesie trzymania moczu u kobiet i osłabnie wraz z wiekiem.

Inny mechanizm, jakim jest zwieracz cewki moczowej, jest szczególnie ważny dla prawidłowego trzymania moczu u kobiet (bardziej niż u mężczyzn). Składa się on z mięśnia otaczającego cewkę moczową oraz jego połączeń z mięśniami dna miednicy. Aby zwieracz cewki moczowej funkcjonował prawidłowo, nie może być uszkodzona tkanka podtrzymująca dno miednicy, zwana powięzią.

Po porodzie może dojść do rozerwania powięzi, co spowoduje utratę podparcia dla szyi pęcherza moczowego. Po pewnym czasie defekt staje się bardziej widoczny, a podczas wykonywania pewnych czynności dochodzi do zbytniego przemieszczania się niepodpartej szyi pęcherza moczowego w dół, co powoduje wyciek moczu. To przemieszczanie się szyi pęcherza moczowego nazywamy nadmierną ruchomością.

Niewydolny może być również wewnętrzny zwieracz cewki moczowej. U mężczyzn może być to wynikiem zabiegu na gruczole krokowym; u kobiet schorzenie to może wystąpić po zabiegu nietrzymania moczu lub po porodzie, może być również związane z wiekiem.