Материальная культура народов древнего Двуречья находилась на сравнительно высоком уровне. Однако каменные орудия вышли окончательно из употребления лишь в начале 3-го тыс. до н. э. В металлургии в середине 3-го тыс. были известны литье, ковка, чеканка, изготовление золотой и серебряной проволоки, филигрань. Основным строительным материалом был сырцовый и, реже, обожжённый кирпич; был известен, но мало применялся свод, система дренажа и т.п. Позднее начинается заметный прогресс в технике. Совершенствуется военная техника — вводятся колесничное войско (с начала 2-го тыс.), панцирь из медных блях (с середины 2-го тыс.), конное войско, меч, укрепленные военные лагеря, осадные орудия — тараны, строятся каменные и наплавные мосты (на кожаных бурдюках). В 1-м тыс. до н. э. в Ассирии и Вавилонии появляются железные орудия, в ремесле — также алмазное сверло, примерно на рубеже 2-го и 1-го тыс. до н. э. появляется и новая оросительная техника: водоподъёмное колесо (сакие), и «бесконечная» верёвка с кожаными ведрами (черд), в 7 в. до н. э. в Ассирии строится первый каменный акведук.
Важнейшим фактором развития науки была хозяйственная практика, которая требовала, прежде всего, выработки системы мер, а также создания приёмов определения площади полей, объёма зернохранилищ и искусственных водоёмов, расчётов рабочих норм при копке каналов, в строительстве и ремесле; на этой основе к концу 3-го тыс. до н. э. создалась шумеро-вавилонская математика. Вавилонские математики широко пользовались созданной ещё шумерами шестидесятеричной позиционной системой счёта; на основе этой системы были составлены различные вычислительные таблицы: деления и умножения чисел, квадратов и кубов чисел и их корней (квадратных и кубических) и др. (см.
Больших успехов достигли вавилоняне в области химии, имевшей, разумеется, чисто прикладной характер. От 2-го тыс. до н. э. сохранились многочисленные рецепты изготовления бронзы, известны глазури и многокрасочные поливы на керамике.
Попыткой обобщения географических представлений является «карта мира», где земля изображена в виде плоскости, пересечённой реками Тигром и Евфратом, сбегающими с северных гор, и окруженной мировым океаном, на поверхности которого она, видимо, мыслилась плавающей. Океан представлялся окруженным «плотиной небес», на которой покоилось несколько (три или семь) небесных сводов; под землёй мыслилась преисподняя («Великая гора»). Но географический кругозор вавилонских купцов-практиков был гораздо шире (к 1-му тыс. — от Испании до Индии).
Крупный шаг вперёд сделала в это время также медицина. Хирургические операции включали ампутации, сращивание переломов, удаление бельма с глаза и др. В медицинских текстах, дошедших от 2-й половины 2-го тыс. до н. э. и 1-й половины 1-го тыс. до н. э., части человеческого тела уже были сведены в анатомическую систему. Были систематизированы также некоторые болезни и соответствующие лекарства.