两河流域文明时代最早的居民是苏美尔人。他们在公元前4000年以前就来到了这里。他们在这里建立了两河流域最初的文明。属于塞姆语系的阿卡德人、巴比伦人（阿摩列伊人）、亚述人以及迦勒底人，继承和发展了苏美尔人的成就，使两河流域的文明成为人类文明史上的重要篇章。其中巴比伦人的成就最大，因此，两河流域的文明又被称为巴比伦文明。
两河流域文明起源于两河流域南部。这里是两河的冲积平原和三角洲，而埃及的尼罗河一样，两河也是在特定的时间涨水、泛滥，时涨时落，只有建设起堤坝沟梁来蓄水排涝，人们才能耕种收获。两河流域的居民主要用使用牛、驴拉着木犁耕地，最主要种植大麦和椰枣。大麦酒是人们的最爱，椰枣是人们的主食之一。
古代两河流域人民编著了人类历史上最早的农书《农人历书》。《农人历书》站在一个教育儿子的农民的角度写的。这位老农民对儿子耐心地讲述应该如何务农，要注意的各种事情。比如，怎样节省灌溉用水、不要让牲畜践踏田地、驱赶食谷的飞鸟、及时收割等等。
大约在5000年前，古代两河流域的居民就会制做陶器了。他们制做的陶器主要是彩陶，色彩富丽鲜艳，有的还有涂层。人们常用的生活用具，像酒杯、油缸、炉子、灯盏等几乎全是陶制。最有意思的是，人死后用的棺椁也用陶土烧制，形状象个有盖的长方形大箱。
古代两河流域缺少石料，最主要的建筑材料是粘土。垒墙、盖房、铺路，都是用粘土掺上切碎麦的大秸制作的土砖。古代两河流域的城市建筑物都是用这种粘土修建的。
古代两河地区的金属制造工艺达到了相当高超的水平。我国商代有司母戊大方鼎，大约在同一时期，两河流域有重约2吨的青铜铸像，手工业行业很多，像制砖、织麻、刻石、珠宝、皮革、木业等等。
古代两河流域人民在文化上也有巨大的成就，在人类文化宝库中留下了一笔丰厚的遗产。
他们很早就有了文字，就是著名的楔形文字。虽然楔形文字始终没有发展成拼音文字，但在人类早期文字中，它是发展得比较完备的一种。
两河流域在文学上的主要贡献在谚语、神话和史诗方面。苏美尔人丰富的谚语有少数被记录在泥板文书上，其中有的反映了当时的社会矛盾和风俗习惯。比如：“穷人死掉比活着强”，“想吃肉就没有羊了，有了羊就吃不上肉了”；“妻子是丈夫的未来，儿子是父亲的靠山，儿媳是公公的克星”；有的深刻反映了生活经验“鞋子是人们的眼睛，行路增长人的见识”等等。
两河流域的神话传说特别引起后人的兴趣。人们发现，基督教《圣经·旧约》中的一些故事的渊源在古代两河流域。如有一首叙述神创造世界故事的诗歌与《圣经》的创世故事十分相像，都说神在第六天创造了人，第七天休息。《圣经》中讲蛇引诱亚当、夏娃偷食禁果，两河流域的神话也讲人的祖先因抵抗不住诱惑而犯罪。
《吉尔伽美什》史诗是古代两河流域最有影响力的英雄史诗，诗中塑造了一个蔑视神意、为民造福的英雄形象，并表达了人们希望获知生死秘密的愿望。这是世界上最早的史诗。两河流域科学的主要成就表现在数学和天文学方面。苏美尔人已经懂得10进位制和60进位制，后者在古代两河流域的应用更为普通。我们今天度量时间用小时、分、秒，以及把一圆周分为360度，都是继承了两河流域古人的成果。他们的面积单位、重量单位也多是60进位。古希腊、罗马都采用了这里的一些重量单位，欧洲有的地方甚至一直将这些重量单位沿用到18世纪。
古代两河流域的天文历法知识直接影响了欧洲的天文学。苏美尔人按照月亮的盈亏把一年分为12个月，共354天，同时设闰月调整阴历阳历之间的差别。到公元前7世纪，又设定了了7天一星期的制度，每天各有一位星神“值勤”，并以他命名这一天，其顺序是：星期日（太阳神）、星期一（月神）、星期二（火星神）、星期三（水星神）、星期四（木星神）、星期五（金星神）、星期六（土星神），直到今天，欧洲各国每周7天仍以这7星命名。不过，当时的历法仍是有些疏露、不够准确的。
此外，古代两河流域人民对药物、植物、动物、地理等等也有丰富的知识。
早在5000多年前，两河流域的人们就创造这样发达的文明，真是令人赞叹。欧洲古代文明的最高成就是古希腊文化。然而，当古希腊人还没有跨入文明时代的时候，两河流域的文明就已经延续了约2000年。希腊人后来的许多成就都建立在两河流域文明基础上。
刻在泥版上的文字现代人对古代各国的历史的了解，主要靠的是文字的记述的资料。中国的汉字是世界上最古老的文字之一，已经有6000年左右的历史了。在世界其他地方发现的古代文字，主要有三种：埃及人在公元前3500年左右就使用的图画式的象形文字，公元前1000多年腓尼基人发明的字母文字，以及古代苏美尔人和巴比伦人使用的楔形文字。
楔形文字的辨认过程，同埃及象形文字极为相似。这件事还得追溯到2500年前。
公元前522年3月。当时波斯皇帝冈比西斯率大军远征埃及。有一个叫高墨达的僧侣，冒充被冈比西斯处死的皇弟巴尔狄亚在波斯各地和米底发动了叛乱。叛乱持续了半年之久。皇帝冈比西斯在从埃及返回波斯的途中突然病死。顿时波斯贵族们群龙无首就似一盘散沙。这时有一个叫大流士的贵族用阴谋手法获得了皇位。并平定了叛乱。为了称颂自己的功绩，大流士让人将他平定叛乱的经过，刻在米底首府爱克巴坦那（今天伊朗哈马丹）郊外贝希斯顿村附近的一块大岩石上。即著名的贝希斯顿铭文。
贝希斯顿铭文上面也刻着三种文字：楔形文字、新埃兰文和古波斯文。
1835年，法国学者罗林森偶然发现了这个铭文，并制成了拓本。1843年，他译解了其中的古波斯文，然后又将古波斯文与楔形文字对照，读通了楔形文字。从此解开了楔形文字之迷。他发现，最古的楔形文字是从右到左直行写的。因为书写不便，后来就把字形侧转90度，改成从左到右的横行。楔形文字是苏美尔人发明的。早在公元前4000年，他们在开发两河流域的时候，创造了这种文字。
最初，这种文字是象形的。假如要表示复杂的意义，就用两个符号合在一起，例如“天”加“水”就是表示“下雨”；“眼”加“水”就是“哭”等。后来又发展可以用一个符号代表多种意义，例如“足”又可表示“行走”、“站立”等，这就是表意符号。
再往后，一个符号也可以表示一个声音，例如“星”这个楔形字，在苏美尔语里发“嗯”音，如果用来表示发音的话，就与原来的“星”这个词的含义没有关系了，只表示发音，这就是表音符号。
为了表示有关的楔形字的意思和发音，苏美尔人又发明了部首文字。比如，如果一个人名之前加上一个特殊符号，就表示这是一个男人的名字。
苏美尔人他们还不懂得造纸。他们就用粘土做成长方形的泥版，用芦苇或木棒削成三角形尖头在上面刻上字，然后把泥版晾干或者用火烤干。这就是后来人们所说的泥版文书。开始的时候，苏美尔人的泥板是圆形或者角椎形的，书写和存放非常不便，后来苏美尔人便将泥板改为方形的。苏美尔人的大部分文字材料都是刻在这种方形泥版上才保存下来的。迄今，人们在两河流域已经挖掘出了几十万块这样的泥版文书。由于苏美尔人用的“笔”是芦秆或木棒做成的、尖头呈三角形的，落笔处印痕较为深宽，提笔处较为细狭，后来人们就把两河流域的这种古文字称为楔形文字。
楔形文字后来流传到亚洲西部的许多地方，它为人类文明作出过举足轻重的贡献。公元前2007年，苏美尔人的最后一个王朝衰亡之后，巴比伦王国把继承了这份文化遗产，并且有了更大的发展。