苏美尔人创造的楔形文字，是整个西亚流行的国际文字，连具有悠久文明的埃及，与西亚各国往来的书信或订立条约也都使用楔形文字。楔形文字是字母文字的源头之一。腓尼基人在借鉴采用楔形文字一部分因素的基础上，发明了字母文字。楔形文字使用了3000多年，才停止使用，为字母文字所代替。
两河流域缺少像木片、石块那样的书写材料，但有大量的泥土。人们就地取材，用泥土捏成一块块长方形平板，在上面书写“楔形文字”，这就是泥版文书。泥版文书虽然很笨重也容易破碎，但不怕虫蛀，不腐烂，经得起火烧。目前发掘到几十万块泥版文书，上面的文字是古代两河流域文化的成就，留下有关科学知识、宗教典籍、神话传说、历史文献、法典词典等方面的宝贵记载。
宗教在两河流域的文化和社会生活中占有很重要的地位。两河流域从原始社会起就流行祖先崇拜和对星宿的崇拜，也崇拜各种自然力和自然物。进入文明时代后，在苏美尔·阿卡德时期，代表自然力的神演变为各个城市国家的保护神。如主管天气的安努神成为乌鲁克的保护神，主管风雨和农业的英利尔神变为尼普尔的保护神，月亮神辛成为乌尔的保护神，太阳神沙马什是西巴尔的保护神，代表生命与丰产的太阳神马尔都克是巴比伦的保护神。当巴比伦征服统一两河流域后，巴比伦城的保护神马尔都克取得至高无上的尊荣地位。当亚述成为两河流域的征服者和统治者之后，将其主神战神亚述尔奉为众神之首，取代了马尔都克的崇高地位。
古代西亚的奴隶主统治阶级中，有一个专事宗教的阶层——僧侣。与古代埃及一样，僧侣不仅垄断宗教事务，而且从早期文明的城邦国家到统一的大帝国，王权与神权有着密不可分的联系，王权借助神权，以神权来维护、加强王权。宗教常常直接神化人间统治者。贵族们一般都认为他们的祖先是神或具有一定的神性，国王更是神所生，如乌鲁克国王吉伽美什是女神宁桑所生。国王常把他们的统治需要和意志假托为神的命令和安排。巴比伦国王汉谟拉比在一个记载他于苏美尔和阿卡德兴修水利的碑文中写道：“当安努神和贝尔神授予我治理苏美尔和阿卡德之权时……”他所制定的枟汉谟拉比法典枠，被说成是太阳神沙马什亲自制定和颁发的。枟汉谟拉比法典枠石碑的碑头部分，刻画着汉谟拉比从沙马什神那里接过这部法典的浮雕像。亚述国王总是声称他们是神意的最高执行官，他们制定制度、规章、法令。出征作战也是出于神的旨意，奉亚述最高神亚述尔的命令而行事，在巴比伦和亚述帝国的历史上，每一个国王都要和主神贝尔握手，即由贝尔神的祭司收养为神的儿子和代表，以此取得王权的合法性。宗教的制度化、国家化不仅使王权与神权互相依存，也使职业的宗教人士僧侣拥有很大的世俗权力。两河流域各国都存在强大的僧侣阶层，他们是奴隶主阶级的重要一员。国王对于僧侣总是有求必应，对各神庙集团极为优待。神庙集团拥有自己的经济，如庄园或工商业以及大量奴隶。作为神庙中心的建筑——塔庙，自苏美尔时代产生后绵延数千年，这一建筑形式在两河流域各地长期流行，尤以新巴比伦时代巴比伦城马尔都克神庙附近的七级大塔庙最为著名。它高达91米，底部呈正方形，每边长91米。各级土色不相同。塔的最上层有用淡青琉璃砖建造的四角镀金的小庙。这座塔庙是两河流域这一类宗教建筑形式的最后的、最宏伟的代表。尽管古代两河流域各国的王权和神权紧密结合，但世俗王权与僧侣贵族集团也不时产生对立和斗争，这些斗争经常表现为诸如阴谋篡位、朝代更替、私通外国之类的重大政治事件。
两河流域各地的宗教都是各民族所建国家的民族宗教或国家宗教。他们所崇奉的神，都具有地方性和民族性，两河流域历史上各国各民族的战争十分频繁。因此，当一民族国家灭亡后，这种民族性的国家宗教也就逐步被新的民族宗教或国家宗教所取代，当属于雅利安种族的波斯人、希腊—马其顿人征服和统治两河流域后，这一地区的古代宗教逐渐走向消亡。但是，后来世界上的一些重要宗教，如犹太教、基督教、伊斯兰教都从古代两河流域的宗教中吸收、继承了一些因素。犹太教、基督教枟圣经枠中关于上帝创世、上帝造人、洪水毁灭世界、诺亚方舟等故事，都可以从古代两河流域的神话中找到其渊源。基督教的原罪说，可以说是接受了古代巴比伦人观念中深切的罪恶感。基督教关于复活的教义和信仰，也来源于古代巴比伦宗教传说中，如马都克神能“起死回生”，以及“天堂”、“地狱”的宗教观念。
古代两河流域人民在文学、科学方面也多有杰出成就。亚述帝国王宫内庞大的图书馆，藏有数以万计的泥版，这些楔形文字的泥版文书中有不少是文学著作，内容多是宗教神话和传说。它们反映了古代两河流域人民的世界观和宗教观，其中有关于创世的神话和人类起源的神话。两河流域文学的最高成就是枟吉伽美什史诗枠。这是一部由人民口头创作、代代相传加工形成的故事诗。史诗从苏美尔时期开始流行，到巴比伦王国时编定，历经千年之久。史诗歌颂英雄吉伽美什为民除害，敢于反抗神权，史诗写于12块泥版文书上，是在亚述尼拔的王宫图书馆中被发现的。另一些诗中反映了社会矛盾和阶级斗争，如枟咏受难的诚实人的诗枠和枟主人与奴隶的对话枠。
古代两河流域的科学以天文学和数学最为发达。公元前2000年代初，巴比伦人已把五大行星和恒星区别出来，还将星辰划分为星座，以后又从星座中划分出顺着太阳轨道（黄道）的12个星座，即黄道12宫，他们对太阴月持续时间的计算，达到十分精确的程度，与现代数学家的计算只相差0畅4秒。许多星座的名称，后来都为西方各国沿用至今。他们以太阳、月亮和五大行星（火星、水星、木星、金星、土星）作星期之数，排出星期日至星期六共7天，这也就是今天西方使用星期和星期各天的由来。在天文观察的基础上，巴比伦人制订了历法，分1年为12个月，1昼夜为12时，1年为354日。为适应地球公转的差数，从汉谟拉比时代起，就由政府规定置闰，这种历法和我国的农历相似。
天文学的发展需以数学为基础，农业生产对土地的测量也需要数学知识。古巴比伦在数学上有很大成就。他们推行位置值的原则，有了个位数、十位数、百位数的概念并以60进位，前一个数字为后一个数字的60倍；会演算加减乘除四则，会开平方和立方，并已知道分数；他们发明把圆周分为360°；早在毕达哥拉斯诞生之前，古巴比伦人就已知道后来以毕达哥拉斯命名的勾股弦定理。
以两河流域为中心的古代西亚是人类文明的重要发源地之一。两河流域的文化灿烂辉煌、丰富多彩。包括楔形文字、宗教信仰、文学艺术、科学和法律制度在内的一些文化成就为两河流域周围地区所学习吸收，同时又将它们介绍给邻近各民族，古代两河流域文化的影响逐渐扩大。两河流域地处欧、亚、非三洲交汇处，社会经济发达，交通方便，这为两河流域文化的传播提供了有利条件。赫梯人和腓尼基人将苏美尔、巴比伦的文化艺术介绍到西方。希伯来人吸收了两河流域的神话故事，以后影响到基督教文学。古希腊的许多政治家、哲学家、文学家曾在两河流域生活或游学过。两河及西亚文明与古埃及文明一样，是世界上最古老的文明，曾给世界文化以很大影响和贡献。