Cơ chế gây độc chính xác của các thuốc cản quang hiện chưa được biết rõ nhưng được cho là có sự kết hợp giữa tác động gây co mạch thận và tác động gây độc tế bào trực tiếp, có thể thông qua sự hình thành các dạng oxy phản ứng, gây hoại tử ống thận cấp.