古巴比倫時代的科學以數學和天文最為發達，計數法采用十進位和六十進位法。六十進位法應用于計算周天的度數和計時，至今為全世界所沿襲。當時的歷法為太陰歷，將一年分為12個月，一晝夜分為12時，一年分為365日。為適應地球公轉的差數，已經知道設置閏月。古巴比倫人在天象觀測方面的長期積累，使后來的新巴比倫人能預測日月蝕和行星會沖現象，并進一步推算出一年是365天6時21分32秒，比近代的計算只多了23分33秒。

漢謨拉比法典石碑浮雕。

在古巴比倫的泥版書上也有乘法口訣表。但漢字(包括數目字)單音節發聲的特點，后來珠算口訣也承繼了這一特點。

公元前18世紀，古巴比倫王朝漢謨拉比統治時期（公元前1792年—前1750年）編纂了一部法典，史稱《漢謨拉比法典》。還規定保護孤寡等。是世界上現存的古代第一部比較完整的成文法典。

公元前15世紀，這時是穆迪雅國王統治的時期，他研究出了一套新的位算法，在國內通用，它使古巴比倫王國對河兩岸的自由度、經濟迅速發展。

兩河帶來的泥沙在下游不斷淤積，形成了遼闊的平原，把干旱貧瘠的地區變成了西亞唯一的沃土肥田。古希臘人稱這里為“美索不達米亞”，我們習慣上稱“兩河流域”。也有西方地理學家稱之為“巴比倫尼亞”。

公元前1894年左右，來自敘利亞草原閃族阿摩利人建立了古巴比倫，最杰出的國王是第六位國王是漢謨拉比，他締造了巴比倫國，并頒布了《漢謨拉比法典》。大約在公元前1595年被北方入侵的赫梯人所滅。

公元前4000年到公元前2250年是兩河文明的鼎盛時期，由于兩河不像尼羅河一樣是定期泛濫的，所以確定時間就必須靠觀測天象。住在下游的蘇美人發明了太陰歷，以月亮的陰晴圓缺作為計時標準，把一年劃分為12個月，共365天，并發明閏月，放置與太陽歷相差的11天。把一小時分成60分，以7天為一星期。還會分數、加減乘除四則運算和解一元二次方程，發明了10進位法和16進位法。他們把圓分為360度，并知道π近似于3。甚至會計算不規則多邊形的面積及一些錐體的體積。

公元前3500年以后，蘇美爾人在兩河流域南部建立起很多奴隸制小國。公元前18世紀第六代王漢謨拉比統治時期，國力強盛，逐漸統一了兩河流域。前16世紀初被赫梯王國所滅。

到了第六代王漢謨拉比統治時期，國力強盛，這個平原上建立了世界上第一個城市，頒布了第一部法典《漢謨拉比法典》，擁有流傳最早的史詩、神話、藥典、農人歷書等，是西方文明的搖籃。公元前19世紀初，阿摩利人首領蘇木阿布建立了古巴比倫王國。隨后逐漸統一了兩河流域。漢謨拉比死后，帝國就瓦解了。王國先后受到赫梯人、加喜特人的入侵。前16世紀初為赫梯王國所滅。

20世紀30年代，法國考古學家在兩河流域上游的名城馬里發掘出了一所房舍，被認為是世界上現今發掘最早的學校，建造時間在公元前3500年左右，學校靠近王宮，附近還有泥版文書的儲存地。