巴比伦人的天文学知识比古埃及人更为先进和精确。早在4000年前,古代两河流域的居民已能区分恒星和行星,并留下了对金星、火星、木星运动的观察记录。巴比伦人把他们丰富的数学知识广泛地应用到天文学中,巴比伦天文学的精确性在古代达到无与伦比的程度,被冠以“数学天文学”的美称。
随着农业的游薯发展,季节的划分显得越来越重要了,所以通过系统的天文观测来建立一套戚颤精确的计时系统是十分必要的。这样天文观测就有了两个目的:计时和预知未来的世界。苏美尔人把太阳在天空神仔者的历程分为12宫,每一宫的星座都以神话中的神或动物命名。他们的天文学为今天通用的计时系统奠定了基础,星空划分和命名则一直相沿至今。公元前4700年左右他们制定的阴历比埃及最早的历法还早500年左右。该阴历分1年为12个月,每月30天,时差加闰。苏美尔人在天文观测时还发明了日晷,计时则使用水钟。