自然科學與藝術社會生產和生活的需要，是自然科學發展的主要原因。古代兩河流域農耕文明的發展，需要比較準確的歷法。人們通過對月亮盈虧規律的長期觀察和研究，制定了太陰歷。即把兩次新月出現的間隔期作為壹個月，壹個月29天或30天，壹年分12個月，全年***354天。這與地球繞太陽壹周的時間差六天多，於是，他們又設置閏月來解決。即有些年份為13個月。太陰歷的制定和實施，進壹步促進了兩河流域農業文明的發展。
古巴比倫時期，人們不僅能將恒星和五大行星區別開，還繪制了星象圖，把天上的星體按方位劃分星座，***12站，每站30度。現在我們說的黃道帶，就是由此產生的。這些星座的名稱如天蠍座、獅子座、巨蟹座、雙子座、天秤座等壹直沿用至今。
新巴比倫時期，兩河流域的人們確立了星期的概念。他們把壹個月分成四周，每周七天，每天由壹個星神主管，即日、月。火、水、木、金、土。這種計日的方法，廣為流傳，沿用至今。
由於地處交通要道的地理位置，兩河流域的人們很善於經商。商業貿易要求精確的計算，河流泛濫需要每年丈量土地，這些都離不開數學，數學也因此發展起來。
古代兩河流域的人們運用10進位法，同時兼用60進位法。10進位法為圓和時間的計算提供了便利。當時，人們把圓分為360”肥壹天分為12時，每時30烏斯，壹天***360烏斯。他們不僅掌握了四則運算、分數、三元方程，還能測算不規則多邊形面積和梯形面積，並求出圓周率為3。
當時，王室還規定並公布了長度、重量和容量的標準。
古代兩河流域的雕刻藝術成就非凡，其中，圓柱印章是他們的傑出成就之壹。
所謂圓柱印章，是在名貴的圓柱形小石材的表面刻上陰文，在膠泥上滾轉以留下印記的壹種印章。現在我們所知道的最早的圓柱印章，刻於公元前3400—前2900年。印章的內容豐富多彩，有幾何圖形、符咒圖案、神話故事等。印章的用途，由驅兇避邪，逐步發展為私有財產的標記。
體現古代兩河流域石雕藝術成就的，還有《漢謨拉比法典》石柱上的浮雕和著名的獵獅浮雕。
文字與文學得天獨厚的自然環境和優越的地理位置，為兩河流域多元文化的產生和發展提供了客觀條件。
公元前3500年左右，蘇美爾人在石頭上刻下了圖形文字，到公元前3000年左右，他們創造性地用聲桿或棒把簡化了的圖形文字壓刻在半幹的泥板上，或曬幹或燒幹，其筆劃由粗到細，很像木楔，所以，我們稱其為楔形文字。楔形文字發明後，在兩河流域不同時期的不同民族中得到承襲和改造，在西亞地區廣泛流行，形成了以蘇美爾為中心的“楔形文化圈”。不僅如此，它還直接或間接影響了古代埃及文字和腓尼基文字，為腓尼基文字過渡為世界通用的字母文字，提供了壹定的條件。歷經3000多年的風風雨雨，楔形文字被兩河的泥沙覆蓋，公元前後，更先進的字母文字取代了楔形文字。1835年，英國學者羅林生在伊朗發現《貝希斯敦銘文》，並於1857年釋讀成功，楔形文字的神秘面紗才被揭開，從而誕生了亞述學。
1621年，意大利商人瓦拉在伊朗高原古波斯帝國柏塞波裏斯王宮的遺址中，發現了楔形文字並把它拓了下來帶回歐洲，但這並未引起學術界的重視。1764年，丹麥人尼布爾出版楔形文字的拓片，並作了釋讀，從此，學術界的研究和破譯工作開展起來。19世紀初，德國學者格羅特芬釋讀取得重大突破，確認了波斯楔形字的9個字母。1835年，英國駐波斯外交官、著名東方學者羅林生，在伊朗西部的懸崖上發現了《貝希斯敦銘文》，並冒著生命危險把它制成拓片。經過長期艱苦的研究，1857年，羅林生在格羅特芬研究的基礎上，首先釋讀了古波斯文，繼而與巴比倫文相對照，最後釋讀了西亞和巴比倫的楔形文字。同時，英國的塔爾波特，法國的奧波特、愛爾蘭的辛克斯也分別破譯了楔形字，從此，楔形文字的神秘面紗被揭開了。
復雜的地理環境、民族構成和經濟樣式，頻繁的民族沖突和多變的政治格局，使兩河流域積澱了豐富的文學素材，智慧的兩河流域的人們利用成熟的文字，創造了許多膾炙人口的寓言、神話、詩歌和箴言。著名的如《埃努瑪·埃立什》、《洪水的故事》等，文學成就最高是的《吉爾伽美什》。
史詩《埃努瑪·埃立什》是壹部關於世界起源的神話故事。它敘述了馬爾都克與女妖決戰後，創造了日、月、星座以及江河湖海和萬物，又創造了為神服務的人。《舊約》中創世紀說，基本上源於這個神話故事。《洪水的故事》就是《聖經》中“洪水滅世”和“諾亞方舟”的故事藍本。《吉爾伽美什》起源於蘇美爾時代，經過歷代傳誦，成書於約公元前2000多年。該史詩***3000余行，用楔形文字分別記述在12塊泥板上。該史詩文字泥板，現今藏在英國大英博物館裏。史詩描寫了英俊勇武的烏魯克國王吉爾伽美什，為修築城墻和神廟而引起民怨，遭天神使者思啟都暴力幹涉。交戰中，二人不僅結成生死之交，而且在除暴安良時，救女神伊什塔爾於困厄中。之後，吉爾伽美什拒絕了女神的愛情，遭因愛成恨的女神的報復。英雄殺死女神的使者後，眾神為懲罰他，使恩啟都染病身亡。為救朋友，他歷盡艱辛求得復生仙革，卻不慎被蛇吞食。史詩故事曲折動人，它既反映了兩河流域的多神觀和神的擬人化，也反映了人類與命運抗爭的精神，在世界文學史上占有重要地位。
宗教與法律由於地域環境、民族構成的復雜和政治格局的多變，兩河流域及周圍地區的宗教信仰呈現出地方性、狹隘性和時代性的多樣性特征。這壹特征，決定了這壹地區的宗教不可能發展為世界性的大宗教，但這並沒有妨礙它為世界性大宗教的形成提供豐富的養料。
兩河流域的人們關於世界起源、上帝造人、洪水滅世、諾亞方舟等傳說，成為猶太教和基督教經典《聖經》的來源，也為伊斯蘭教的創立提供了豐富的素材。
兩河流域的宗教特點，還使這壹地區形成了完備的占蔔體系，西方的很多占星術源於兩河流域。
兩河流域的地理位置、民族構成和商品經濟發展的特點，決定了這壹地區的統治者為保障國家安全和社會穩定而註重立法的習慣，這也是兩河流域的人們為人類文化事業作出的壹項特別重要的貢獻。公元前3000年代中期，蘇美爾人首先跳出習慣法的圈子，制定了人類歷史上的第壹部法典，可惜的是，這部法典只有片斷流傳至今。此後的歷史歲月中，兩河流域的人們制定了《烏爾納姆法典》、《蘇美爾法典》、《俾拉拉法典》、《漢謨拉比法典》、《亞述法典》等等。其中，影響最大保存最完整的就是《漢漠拉比法典》。
1901年，J·摩爾根指導的法國考古隊在伊朗埃蘭古都蘇薩遺址發掘時，發現了刻在石碑上的《漢謨拉比法典》。據考證，埃蘭人入侵巴比倫時，將石碑作為戰利品運回了蘇薩，並磨刮了其中部分碑文，日後史學家根據其他泥板文字上的法典抄本片斷，大體補上了磨損的部分。現在，該石碑藏於法國盧浮宮博物館。
《漢漠拉比法典》由三塊黑色的玄武巖合成，高2．25米，頂部周長1．65的米，底部周長1．90米。法典是由楔形文字書刻，***3500行，282條，由序言、正文、結語三部分組成，內容廣泛，涉及社會的各個方面，充分體現了奴隸主階級的意誌。《漢謨拉比法典》是人類歷史上第壹部比較完備的成文法典，是兩河流域文明發達的重要標誌之壹，它不僅對以後兩河流域乃至古代希臘、羅馬法典的發展產生了巨大影響，還成為研究兩河流域和西亞社會狀況十分珍貴的資料。
城市與建築古代兩河流域是西亞商路的必經之地，優越的地理環境和發達的社會經濟，使這壹地區率先由城邦進化為城市。但由於戰亂頻繁，城市壹再被毀。兩河流域最著名的城市代表，是新巴比倫王國（前626—538年）第二位國王尼布甲尼撒二世投人巨大力量重建的千年古城巴比倫城。城市規模宏大，設施齊全，宮殿、廟宇無數，最著名的就是“空中花園”。
巴比倫城建有3道城墻，城墻分別厚為7米、7．8米、3．2米，城墻上能四匹馬並行。主城墻長達74公裏，內側兩道磚砌城墻略呈方形，方圓16公裏，***有3000多座塔樓。城外挖有深溝，還有壹套復雜的水利建築工程，平時作灌溉交通用，戰時可淹沒城周圍地區。
所謂的“巴比倫空中花園”，實際上是尼布甲尼撒二世為取悅他的米底寵妃而在土臺上建造的假山花園。假山每邊長120米，高25米，用石柱和石板壹層層向上堆砌，直達高空。遠遠望去，像是空中花園，故名。假山***分上中下三層，每層都用大石柱支撐，層層蓋有官室。為防止滲水，每層鋪上浸透柏油的柳條墊，上面再鋪兩層石磚，還澆鑄壹層鉛，然後在上面培上肥沃的土壤，種植奇花異草，並設有灌溉的水源和水管。
文化影響兩河流域多變的政治格局、復雜的民族關系和地處西亞商路要沖的地理位置，不僅使這壹地區成為人類文明最早的發祥地之壹，而且還使這壹地區成為周邊地區文化的集匯地和中轉站。
古代埃及和古代印度的建築藝術，明顯受到兩河流域的影響。古代埃及的早期建築幾乎全用石料，後期出現了磚，而磚的大小和形制與兩河流域幾乎完全壹樣，有些建築的扶壁也像蘇美爾的樣式。晚於兩河流域的古代印度城市文化，在很多方面與兩河流域相似。
處於兩河流域邊緣的波斯（今伊朗），無論是城市建築、政治機構，還是宗教、文字、教育制度等，都深深地受到兩河流域文化的影響。
兩河流域的宗教信仰，對猶太教和基督教的影響尤其巨大，《聖經》中的很多故事、神話傳說和教義，大多源自於兩河流域。
兩河流域的文學、天文學、法律、數學以及商品觀念等，對西方世界也具有深遠的影響。
這裏應當指出的是，兩河流域的文化在形成、發展和傳播的過程中，壹方面基於自身文化的特點，也吸收和借鑒了壹些外來文化，這是不容置疑的。另壹方面商人的商業聯結和文化聯結，起到了相互促進的作用。因此，早期的商人在商業活動中，客觀上起到了文化交流的作用。