Из записей астрономических и метеорологических наблюдений стали развиваться астрология (лишь в 1-м тыс. до н. э.) и астрономия. Были выделены планеты, которые, в противоположность неподвижным звёздам, сравниваемым со спокойно пасущимися овцами, назывались «биббу», «козлами». Каждая планета получила своё специальное название (кроме Меркурия, названного «биббу», то есть планета): Венера — «Дильбат», Юпитер — «Мулубаббар» («звезда-солнце»), Марс — «Залбатану» и Сатурн — «Кайману». Тогда же начались наблюдения движений планет; в частности, сохранились тексты, посвященные изучению движения Венеры. Сравнительно высокое развитие астрономии было, видимо, связано с потребностями лунного
С основами вавилонской науки были знакомы и соседние народы — эламиты, хурриты, хетты, финикийцы. Вклад в неё Ассирии был незначителен, однако большая часть вавилонских научных сочинений дошла до нас из ассирийских библиотек 12—7 вв. до н. э. Древнегреческая наука восприняла некоторые достижения вавилонской науки (видимо, не непосредственно, а через Финикию и Малую Азию), но вавилонская астрономия, по-видимому, оказала и прямое влияние на древнегреческую.
Шумеро-вавилонская система мер и весов легла в основу ряда метрологических систем древней Передней Азии, а шестидесятеричная позиционная система счисления дошла и до нашего времени: именно этой системой пользуются и сейчас, когда оперируют градусами (или часами), минутами и секундами.
Примером своего рода исторической концепции, зачатком истории как науки может служить изложение исторических событий в виде «Списка царей», начинающегося с момента, когда «царственность спустилась с неба», и тянущегося непрерывно от древнейших к позднейшим царям. Этот список был составлен около 2100 до н. э. для обоснования идеи абсолютности царской власти.
К первым сочинениям научного характера в древнем Двуречье можно отнести списки знаков письма — сначала рисуночных, а затем развившихся из них — клинописных — и перечни терминов, записанных при помощи таких знаков. Подобные перечни были впервые составлены около 3000 до н. э. Позже, в связи с практической потребностью, были накоплены определенные знания в области филологии. Так, в связи с тем, что шумерский язык выходил из живого употребления, а бытовым языком стал аккадский, создавались пособия для изучения шумерского как языка религии и школы — списки слов и специальных терминов разного рода, в том числе ботанических, зоологических, минералогических и т.п.; в начале 2-го тыс. появились шумеро-аккадские общие и терминологические словари, были даже попытки составления этимологических словарей; ещё позднее, частично за пределами Двуречья, составлялись и многоязычные словари, например шумеро-аккадо-западносемитско-хурритский, шумеро-аккадо-хеттский и т.п. Составлялись пособия по грамматике.
Средоточием науки в древнем Двуречье до середины 2-го тыс. до н. э. была так называемая э-дубба — тип светской школы-академии, готовившей главным образом писцов, но имелись, видимо, и храмовые школы. Писец было почётным званием образованного человека. В соответствии со степенью эрудиции и специализации различалось около двадцати видов писцов. Среди дидактических школьных текстов известно «Поучение земледельцу», нечто вроде краткого сельскохозяйственного справочника.