一） 数学
巴比伦尼亚的可耕地较少，精密的丈量和计算以求得土地最精准的分配和使用面积显得尤为重要。在计算形状不一的三角形、长方形及多边形土地时，人们将多边形分成数量不等的三角形和矩型，分别计算后求出总和。修建房屋和大型建筑时，人们也必须有一定的立体几何知识才能估算出所需的材料。每年收成的时候，要计算收获、劳动力的口粮和工资等等。这些都是数学在两河流域产生的原因。古代两河流域人们的数学知识就是来源于实际应用，十进位制和60进位制联合应用。一般而言，在西北的叙利亚、埃波拉和亚述地区，人们更多地使用十进位制；南方的苏美尔人和巴比伦人则主要使用60进位制。1、10、60、600、3,600、2,160,000和其倒数1/10、1/60等等成为这种进位制的基本数字。这种进60进位制被希腊人和阿拉伯人接受，后传播到欧洲。今天我们用于计算时间、圆周、弧形等所采用的60进位制就是来源于此。
巴比伦人很早就应用了“位值”的概念，即某个数字的值取决于它在数列中的位置。如36和63就截然不同，36中的3表示30，而63中的3仅代表3。巴比伦数学家早在公元前7世纪就能计算平方根、立方根，2的平方根精确算到1.414213；巴比伦人还计算出圆周率的值约为3，会计算圆的面积和圆锥的体积。他们首创应用2次方程式解题。
（二） 天文学
古代的天文学和古人用天体变化预测未来的占星术是孪生兄弟。占星术和其它占卜术是古人用来作为决定重大国事的依据。两河流域的天文学正是在占星祭司观察和记录天体运行过程中发展起来的。两河流域的天文观测作为世界最早的天文记录达到了很高水平。天空被划分成不同的区域，以不同的神氏命名。巴比伦人和亚述人的天文祭司尽可能地按区记载他们所能看到的星座。如恩利勒区有33个星座，包括大熊座、小熊座等；安努的区域包括23个星座。两河流域人能区别行星和恒星，行星被称作“狂野的山羊”，而恒星为“驯服的山羊”。他们通过天文观察和计算绘成恒星图，并标出星际间的距离。从古巴比伦时期起，占星书吏就对木星，金星，水星，火星，土星进行跟踪观察，并发现了金星的出没规律。他们还长期地记录了日食、月食的发生和日月星辰位置的变化。在天文学中引进数学知识是古代两河流域人对科学的又一突出贡献。他们利用数学知识精确地计算天体之间的距离，预测日月星辰的出没。可以说，两河流域的天文学先驱们的伟大成就为后来的古希腊和近现代西方天文学的产生和发展打下了坚实的基础。
和中华文明一样，两河流域天文学对太阳和月亮运行观察的成果是制定了协调太阳年和月本位的阴阳合用年历法。这种农业历法后来得到广泛的应用。人们把一年分为12个月，根据月相，每月被定为30天或29天。根据经验和计算，每隔几年就要设置一个闰年，闰年历中增加了一个闰月，一般放在年末（第13个月），以补不足几年来阴历年和太阳年相差的29天。从苏美尔人开始，两河流域的各种历法都给每个月都命了名称，以名不以序号定义每个月。巴比伦历法的第一个月叫尼萨奴（Nisan）大体相当于现代的3—4月。巴比伦月份的名称来源于塞姆语词，但书写符号却借用了的古老的尼普尔城邦的苏美尔年历的月名。两河流域的巴比伦历法和月名在到楔形文字死亡后仍然在近东地区延续使用，例如，巴比伦历的12个月名就被保持古塞姆语传统的犹太民族一直使用到现在。
（三）医学
两河流域的医学与巫术紧密相连。早期的行医治病几乎被完全操纵在巫师的手中，生病原因大多被臆测成诸如魔鬼附身和神灵的惩罚之类。治疗手段因此常常是用咒语驱鬼去魔的一类神秘仪式。在巫师或医生眼里，病人即是罪人，他的呻吟是对罪恶的掩饰，以免人们察觉他体内的恶鬼。这样，在治疗病人时，医生或巫师会列举一系列病人有意或无意犯下的罪过，一旦某项得到承认，医生就找到了病人身里的罪恶，可以下药驱邪了。如果驱邪不奏效，医生还会想出别的“疗法”来诱使“邪魔”离开病人。比如“转移疗法”：找一只身体各部分或比例与患者有些类似的乳猪。念咒希望恶魔转移到猪身上。有些时候用芦苇代替猪。还有一种方法是送给“邪魔”礼物。例如，要是女鬼缠身，人们以食品、首饰、毛驴或舟楫贿赂她，让她穿沙漠，渡地河，带着食品和首饰远离病人，回到地府。
人们逐渐地意识到巫术的不可靠。到公元前1千纪前后，具有科学性的较为合理的医疗手段被应用了。亚述的萨尔贡王朝时期，社会上有了专门的治病的医生。他们使用一些有疗效的药物、草药和治疗方法，也使用金属管和手术刀为病人做手术。不过，古代医学治疗和巫术是很难严格区分，二者常常被同时使用。在药物治疗中也渗入了巫术活动，巫术仪式过程中也使用有效的药物。占卜吏通过观察各种疫情发生和传播现象所作出的瘟疫预言也包含了一定的科学道理。
我们目前对于两河流域的医药方面的知识主要来源于记载药方的泥板文书。医学泥板文书有固定的格式：开始是“如果一个人有病……”，“如果一个人身体苦痛”之类的话；接着是对症状的详细叙述，包括患者的感觉和某些特征，最后是医生的指示，包括药方、服用时间和方法。一般药方都会对治疗结果做出一个预言。如“你会病愈”或“你难逃厄运”。关于医药方面的记载不是很多。有时私人信件、法律条文和文学作品中也提到医生和行医活动。在巫术驱魔的过程中，由于病人身体被认为是邪魔缠身，病人的排泄物有时也成为药方之一。草药可能是逐渐的发现和使用的。同中国的草药制作相似，两河流域人把药用植物的根、茎、叶或果和动物的脂肪、血、乳和骨头以及一些矿物碾碎、筛选和煮熟后与啤酒，蜂蜜，醋混合，作为外敷药或内服药。这些草药在治疗咳嗽和腹泻等常见内科疾病方面颇有疗效。不过总的来说，两河流域的医药水平还是处于较低的层次。希腊人希罗多德到记载：“因为没有固定的医生，巴比伦人把病人领到街上，询问每个路人可有方法医疗病人。”
（四）矿物冶金和动植物学
在长期的生产劳动中，两河流域人积累了丰富的自然科学知识，并利用这些自然科学知识向大自然索取生产资料和生活资料。苏美尔人能区分各种各样不同的石头和矿物。许多石头可以确定是我们今天常用的矿物。有一篇苏美尔神话是关于石头命名的故事：战神尼奴尔塔与敌作战，石头们纷纷表明或拥护或反对立场。尼奴尔塔获胜后，嘉奖了拥护他的石头们，授予它们美丽的名字和上等的质地，用它们做塑像、神坛和首饰；反对他的石头们因此获得了各种坏名字，可言，成为无价值的、质地粗劣的铺路石或路旁的石子。
两河流域人金属冶炼技术比较发达。考古证据表明这里很早就有了冶炼金属的工具，如不同型号的炉子、粉碎用的杵、碾磨机和过滤、蒸馏和提取用的滴水瓶。工匠们使用多种方法从矿物中提炼金属。如在“灰吹法”的基础上加热是提纯黄金的常用方法。巴比伦王那布尼都斯时期的一份文件记载，一个5斤的金锭首次加热后减轻了2/3斤5舍克勒钱，第二次加热后又减轻1/2斤5舍克勒钱，得到的纯金只重3⅔斤。黄金常用来作国与国之间互赠的礼物。文献中记载有由于金子纯度不纯、杂质过多而发生争执的外交事件。埃及就常常送些未经提纯的金子给其他国。接受者巧妙地用这些金子制成一些器皿送还给埃及。巴比伦的布腊布瑞亚斯（Burra-Buriash,约前14世纪）曾经两次向埃及的阿蒙霍特普五世抱怨埃及送的金子质量低劣：20斤的金子提炼后就变成了5斤。两河流域的工匠们还通过搭配不同化学成分的物质的比例来制造合金或合成物。比如一种被称为“铜一铅”玻璃的配方是：铅、铜、硝酸钾和石灰之间的比例为600：100：150：5；而当这些物质的比例变成60：10：14：1时，就制成了所谓的“阿卡德铜”。除冶炼金属外，两河流域人还可以生产某些化学原料。亚述人在公元前1千纪，可以配置和使用硫酸，苏打，硫酸盐等。他们还使用一些化学方法着色，如用熔化的金子给玻璃镀上一层红色。
两河流域人对动植物的仔细观察使他们在这方面具有丰富的知识。比如著名的巴比伦王米罗达巴丹拉丹的花园就按照植物的不同用途分类栽种。苏萨的一块泥板上记载了制造香药膏的一系列植物名字，这些植物都具有芳香的特点。古代两河流域人常常根据植物的外表来命名，如把一种植物称为狗舌头。书吏常用的植物名词汇表中没有发现任何编次序的规律，有些抄本用阿卡德语植物名词对译苏美尔语的植物名词，成为独特的双语植物词典。出土浮雕板上的对鸟类和鱼类描绘形状准确而姿态栩栩如生。经济文献中常有关于植物和动物种类的记载，如公元前2000年左右的拉尔萨市场上出售的食用鱼的品种不少于18种，有些来自咸水湖，有的来自运河。，我们还可以从文献中知道一些现已灭绝的稀有动物：当时存在着一种山羊，长着长长的胡子，头顶着分得很开的大弯角；在两河流域的干旱平原上还生活一种小马：又短又厚的又硬的鬃毛和骆驼一样的脑袋；而印度特有驼背牛的形象的出现表明在印度文明和巴比伦文明之间的经济和贸易往来。
（五）艺术
渗透于古代两河流域日常社会生活的宗教思想同样也影响着古代两河流域的艺术。两河流域的艺术品绝大多数用于宗教和政治目的。史前的彩陶器皿是两河流域最早的艺术形式。来自于哈孙那、萨马腊、欧贝德等文化遗址的不同时期的彩陶图案各有不同的特点，其中不乏精美之作。
两河流域最重要的艺术形式是石雕刻艺术。由于这类艺术品容易存留下来，所以，我们对两河流域雕刻艺术的了解主要来自出土的石雕艺术品。史前文化时期，人们常把一些石刻的动物像放于神庙内，这些神像前的石雕动物可能象征着真正的动物牺牲。早期的动物雕像的制作手法比较粗糙，有的形状使人很分清是什么动物。苏美尔时期有一种“祈祷人像”。这种石制或陶制的人像双手合一，呈礼拜状。它们在神庙中代表王公贵族日夜伫立在神前乞求恩泽。这种雕像的艺术风格十分简朴。胸肌是两块相交的平面，嘴唇和鼻子都由三角形表示。马瑞出土的伊新一拉尔萨时期“举水瓶的女神”雕像在技术上和艺术上堪称杰作。尼尼微城的新亚述王阿淑尔帕巴宫殿的著名“人面飞公牛和飞狮身神兽”由重几吨的巨石雕成，高大宏伟，堪称为亚述雕塑艺术的代表作。
两河流域出土的浮雕艺术品也很多。这些浮雕图一般刻在石碑上或墙壁石饰板上。现存于巴黎卢浮宫的早王朝时期的代表作、拉旮什的“埃安那吞鹫鹰碑”用象征性的表现手法表示神权和王权的强大。铭文碑上绘有城邦军团作战的情形、一群鹫鹰神鸟啄食敌军尸体和高大威武的拉旮什保护神宁吉尔苏用大网擒敌的生动场面。公元前14世纪以后，亚述浮雕艺术开始独领风骚，主要代表作是艺术风格和气魄有强烈的震撼力的浅浮雕石板图。大批石浮雕图板开始出现于阿淑尔那西尔帕和其子沙勒马那沙尔的宫殿，在提格拉特帕拉萨和阿淑尔巴尼帕时期达到最高境界。在阿淑尔巴尼帕的宫殿中，四面的墙壁全用一幅幅浮雕图板镶嵌。大英博物馆收藏的这些亚述王宫浮雕板堪称古代世界艺术品中的经典。连续的石板图描绘了亚述国王和军队做战时的宏大场面和国王围猎时的精采情景。每幅图板的内容不同，但都和一个故事主题紧密相连，应是世界上最早的连环画册。人们看了整套浮雕图就如同读完一个情景交融的战争和娱乐故事。浮雕中最为生动的是各种动物形象：腾跃的马匹栩栩如生、中箭的雄狮垂死挣扎、伤痛的母狮鲜血淋淋。
两河流域特有的一种艺术形式是滚筒印章图案。和中华文明的戳压制图的印章书法艺术不同，两河流域文字独特的泥板载体产生了滚压制图的滚筒印章艺术。滚筒印是一种圆柱形的石刻印章，中有一孔用于穿线绳携带，因此称为圆筒形石印。印章主人的名字和艺术图案不是刻在圆柱的底面，而刻在它的侧表面。书吏使用他的滚筒印时，把滚筒印放倒，使圆柱有图案的侧表面和刚写好的泥板文书的表面接触，连续滚压印章就在泥板上产生了连续不断的文字和艺术图案。滚筒印作为古人的信物，最早出现在无文字的原始文化时期，以几何图案为多。随着文字的出现，国王、官吏、祭司和各种各样的职业人的名字和头衔被刻在滚筒印上，装饰图案也越来越精美。图案的艺术主题有神话、英雄、国王和魔怪、敌王、雄师、公牛搏斗、雄师捕杀公牛、国王面见大神、宴乐图等等各式各样的生动场面。
由于难以保存的缘故，古代两河流域的绘画作品较为少见。在马瑞的皇宫中发现了画有战争和神话的场面的彩绘壁画。此外，在阿卡拉夫（Aqalaf）出土了规模较大的加喜特壁画。亚述的几个城市也发现过一些由红，蓝，黑，白等色组成的几何图案或神话故事的壁画。
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