人类早期农耕文明大多依托大河孕育而生，北非尼罗河流域诞生古埃及，南亚印度河、恒河孕育古印度文明，东亚黄河长江滋养华夏文明，西亚两河流域则孕育出人类历史上极具代表性的古巴比伦文明。
两河特指幼发拉底河与底格里斯河，这片狭长冲积平原古希腊人称之为美索不达米亚，词义即为两河之间的土地，整体地理范围大致对应今天伊拉克全境，少量延伸至叙利亚东部、土耳其东南部与科威特北部区域，整体地势西北偏高、东南低洼。
两条大河自西北安纳托利亚高原发源，一路裹挟大量泥沙向东南波斯湾奔流，每年春夏季高山积雪消融叠加季节性降雨，河水便会定期泛滥，漫过两岸平原冲刷土地，洪水退去之后遗留大量富含矿物质的肥沃淤泥，天然形成适宜谷物种植的农耕沃土。
但泛滥毫无固定规律，时而水量不足干旱减产，时而洪水滔天冲毁村落田地，生存环境充满不确定性，也倒逼此地先民早早集结协作、观测天象、制定规则、修筑水利，由此催生人类最早的城邦体系、成文律法、文字体系与天文数学体系。
古巴比伦文明并非单一民族一脉相承的文明称谓，而是两河流域千年发展历程中诸多族群轮番登台、融合演化形成的文明集合，史学界习惯将两河前苏美尔文明、苏美尔城邦时代、阿卡德帝国、乌尔第三王朝、古巴比伦王国（汉谟拉比王朝）统称为古巴比伦文明范畴。
后世新巴比伦帝国属于该文明后期分支，二者需要明确区分，整个文明发展跨度从公元前 4500 年原始聚落萌芽，直至公元前 539 年新巴比伦被波斯帝国彻底征服，前后绵延近四千年，其中大众认知里狭义古巴比伦特指公元前 1894 年建立、公元前 1595 年覆灭的阿摩利人古巴比伦王国，也是整个两河文明鼎盛的核心代表。
早在公元前 4500 年左右，欧贝德人率先迁徙定居两河下游南部冲积平原，也就是后世苏美尔核心区域，彼时两河下游沼泽遍布、蚊虫肆虐、土地泥泞。
欧贝德人放弃逐水草而居的狩猎采集模式，率先开挖简易沟渠疏导积水、开垦小块农田驯化小麦与大麦，搭建泥砖低矮茅屋形成零散聚居点，制作粗陶器皿储存粮食饮水，打造石质农具开展原始农耕，这是两河流域最早具备定居文明特征的原始族群，为后续苏美尔文明崛起打下底层生存基础。
公元前 4000 年至公元前 3500 年，乌鲁克文化逐步取代欧贝德文化，人口持续聚集催生早期大型聚落，最具代表性的乌鲁克聚落人口突破万人，社会分工开始细化，一部分人专职耕种放牧，一部分人手工业制作陶器、编织麻布、打磨石器，一部分人专职祭祀沟通神灵，阶级分化初见雏形。
为了记录粮食收成、牲畜数目、祭祀贡品往来，乌鲁克先民在泥板之上用削尖芦苇杆压出楔形印记，最早期图画式楔形文字雏形诞生，区别于刻画符号，这种符号开始具备固定表意功能，也是人类最早成熟文字体系的源头之一。
公元前 3500 年到公元前 3100 年，苏美尔人陆续迁入两河南部，逐步同化、取代本地原住民，依靠成熟水利耕作快速壮大，依靠河流航运开展短途物物交换，聚落不断扩张升级为城邦，城邦以神庙为绝对核心，城邦首领兼具行政首领与最高祭司双重身份，掌控土地分配、水利修建、祭祀典礼、对外征战全部大权
公元前 3100 年前后，苏美尔城邦格局正式成型，乌鲁克、乌尔、拉尔萨、尼普尔、埃利都、乌玛等数十座城邦彼此独立自治，没有统一王权管辖。
城邦之间时常争夺水源、耕地、河道贸易路线爆发战乱，长期处于彼此征伐的分裂态势，文字在此期间快速完善，完整楔形文字体系定型，字符数量突破六百个，可完整记录账目、契约、祭祀祷文、史诗故事、律法约定，书写载体以潮湿黏土泥板为主，书写完成后自然晾晒或烘烤硬化，可以长期保存，数千块留存至今的泥板文书，成为后世还原古巴比伦社会全貌最核心一手史料。
公元前 2900 年至公元前 2334 年被史学界定义为苏美尔早王朝时期，城邦战争愈演愈烈，实力强大的城邦时常短暂称霸整个苏美尔区域，城邦军事体系逐步完善，修建夯土城墙防御外敌，征召平民组成步兵军队，使用青铜长矛、战斧、投石索作为主战武器。
神庙经济占据社会绝对主导地位，绝大部分耕地、畜牧场、手工作坊归属神庙所有，依附神庙的佃农、奴隶劳作产出全部上交神庙统筹分配，自由民仅有少量自留耕地，社会层级清晰划分，顶端是城邦君王与高阶祭司。
第二层是商人、手工业师傅、自由民农户，底层是依附神庙的佃农，最底端则是战争俘虏、债务抵债形成的奴隶，债务奴隶制在此时常态化，平民遭遇歉收、天灾借贷粮食钱财无力偿还，便会以自身、妻儿人身抵债沦为奴隶，成为贯穿整个古巴比伦文明的典型社会问题，宗教体系同步完善成型。
苏美尔人秉持多神崇拜世界观，认为天地万物皆由神灵掌控，天空、大地、河水、风暴、日月星辰各有专属主神，天神安努位列万神之首，大地之神恩利尔执掌人间祸福，水神恩基掌控两河水源、智慧与巫术。
每一座城邦都拥有自己的保护神，城邦兴衰被民众认定为神灵喜怒的具象体现，修建层级高耸的阶梯式金字塔神庙吉库拉塔供奉主神，神庙不仅是祭祀场所，同时兼具粮仓、档案馆、行政议事中心、手工业工坊多重功能。
宗教深刻渗透民众日常衣食住行、婚丧嫁娶、缔约交易所有环节，任何契约签订、土地买卖、借贷往来都需要在神庙见证下完成，祈求神灵惩戒违约之人，着名人类最早史诗《吉尔伽美什》原型故事也诞生于苏美尔早王朝，原型为乌鲁克城邦君王吉尔伽美什，史诗围绕生死、命运、洪水灭世展开叙事，其中大洪水桥段被后世诸多远古神话借鉴改编，是两河文明精神内核的集中体现。