古巴比伦时代的科学以数学和天文最为发达，计数法采用十进位和六十进位法。六十进位法应用于计算周天的度数和计时，至今为全世界所沿袭。当时的历法为太阴历，将一年分为12个月，一昼夜分为12时，一年分为365日。为适应地球公转的差数，已经知道设置闰月。古巴比伦人在天象观测方面的长期积累，使后来的新巴比伦人能预测日月蚀和行星会冲现象，并进一步推算出一年是365天6时21分32秒，比近代的计算只多了23分33秒。
汉谟拉比法典石碑浮雕。
在古巴比伦的泥版书上也有乘法口诀表。但汉字(包括数目字)单音节发声的特点，后来珠算口诀也承继了这一特点。
公元前18世纪，古巴比伦王朝汉谟拉比统治时期（公元前1792年—前1750年）编纂了一部法典，史称《汉谟拉比法典》。还规定保护孤寡等。是世界上现存的古代第一部比较完整的成文法典。
公元前15世纪，这时是穆迪雅国王统治的时期，他研究出了一套新的位算法，在国内通用，它使古巴比伦王国对河两岸的自由度、经济迅速发展。
两河带来的泥沙在下游不断淤积，形成了辽阔的平原，把干旱贫瘠的地区变成了西亚唯一的沃土肥田。古希腊人称这里为“美索不达米亚”，我们习惯上称“两河流域”。也有西方地理学家称之为“巴比伦尼亚”。
公元前1894年左右，来自叙利亚草原闪族阿摩利人建立了古巴比伦，最杰出的国王是第六位国王是汉谟拉比，他缔造了巴比伦国，并颁布了《汉谟拉比法典》。大约在公元前1595年被北方入侵的赫梯人所灭。
公元前4000年到公元前2250年是两河文明的鼎盛时期，由于两河不像尼罗河一样是定期泛滥的，所以确定时间就必须靠观测天象。住在下游的苏美人发明了太阴历，以月亮的阴晴圆缺作为计时标准，把一年划分为12个月，共365天，并发明闰月，放置与太阳历相差的11天。把一小时分成60分，以7天为一星期。还会分数、加减乘除四则运算和解一元二次方程，发明了10进位法和16进位法。他们把圆分为360度，并知道π近似于3。甚至会计算不规则多边形的面积及一些锥体的体积。
公元前3500年以后，苏美尔人在两河流域南部建立起很多奴隶制小国。公元前18世纪第六代王汉谟拉比统治时期，国力强盛，逐渐统一了两河流域。前16世纪初被赫梯王国所灭。
到了第六代王汉谟拉比统治时期，国力强盛，这个平原上建立了世界上第一个城市，颁布了第一部法典《汉谟拉比法典》，拥有流传最早的史诗、神话、药典、农人历书等，是西方文明的摇篮。公元前19世纪初，阿摩利人首领苏木阿布建立了古巴比伦王国。随后逐渐统一了两河流域。汉谟拉比死后，帝国就瓦解了。王国先后受到赫梯人、加喜特人的入侵。前16世纪初为赫梯王国所灭。
20世纪30年代，法国考古学家在两河流域上游的名城马里发掘出了一所房舍，被认为是世界上现今发掘最早的学校，建造时间在公元前3500年左右，学校靠近王宫，附近还有泥版文书的储存地。
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