Первоначально у всех народов наблюдения производились за видимым движением и фазами Луны и за видимым движением Солнца, что послужило основанием для счета времени еще в первобытнообщинную эпоху. В южном Двуречье уже в III тыс. на основе таких наблюдений жрецы определили продолжительность года в двенадцать лунных месяцев, по 29 и 30 дней каждый, всего из 354 дней. По документам из III династии Ура и из эпохи Хаммурапи мы узнаем, что расхождение между принятым лунным годом и истинным солнечным годом время от времени выравнивалось царскими указами об установлении на определенный год вставного месяца. Эта практика удержалась и впоследствии вплоть до последнего вавилонского царя Набонида. Лунный месяц делился на части, соответствующие фазам Луны; но это деление в древневавилонскую эпоху не соответствовало правильному делению месяца на четыре семидневные недели. На протяжении месяца были установлены четыре праздничных дня, а именно: 1-й день (новолуние), 7-й день (1-я четверть), 15-й день (шабатту – полнолуние) и 28-й день (день «черной луны»).
Наблюдения над звездным небом преследовали также и другую практическую цель. Несомненно, что уже в конце III тыс. у жрецов утвердилось положение, будто между небесными светилами и богами должна существовать какая-то определенная связь. Отсюда был сделан вывод, что движение небесных светил происходит по повелениям живущих на небе богов и что наблюдения за этими движениями могут дать возможность открывать настроение и волю богов. Такое же происхождение, зависящее от воли и настроений богов с точки зрения религии, должны были иметь и атмосферные явления: ветер, дождь, гроза, облака, туманы, наконец, специфические изменения в цвете и виде Луны и Солнца под влиянием атмосферных явлений. Исходя из этого жрецы к началу II тыс. создали специальную «науку», основанную на наблюдениях за движениями небесных светил и за атмосферными ситуациями; те и другие, с жреческой точки зрения, были единым комплексом небесных явлений. Эту область древневавилонской культуры можно назвать астрологией: предсказания делались по совокупности примет астрономических и метеорологических («если при появлении луны будет дуть южный ветер, то поражение Амурру»; «если Адад прогремит своим голосом (то есть если будет гроза. –
При таких целевых установках наблюдений за звездным небом подлинные астрономические знания, конечно, не могли развиваться быстрыми темпами. Астрономические тексты библиотеки Ашшурбанапала стоят еще на том же уровне знаний, какой был достигнут в эпоху Хаммурапи; быстрое развитие вавилонской астрономии замечается только в позднеперсидскую эпоху (документы начала IV в.) и особенно в эллинистическую эпоху. Астрономические тексты III и II тыс. до н. э. характеризуются отсутствием твердой терминологии, почти полным отсутствием измерений и числовых данных, зачастую также отсутствием точных дат. Астрономические наблюдения соединяются с метеорологическими наблюдениями; астрономические явления объясняются не законами движения небесных светил, как это имеет место в позднейших текстах, а вмешательством духов и богов – например, затмение Луны в одном тексте объясняется тем, что Луну заслонили семь злых духов.
Главным астрономическим достижением древневавилонской эпохи является выделение из числа неподвижных звезд («спокойно пасущихся небесных овец») пяти звезд, имеющих самостоятельное движение («баранов»), то есть планет. Это выделение произошло не сразу. В конце III тыс. мы встречает еще только триаду небесных светил, состоящую из Солнца, Луны и Венеры, причем последняя называется по имени города Дильбат. Эти три великих небесных светила почитаются как великие небесные боги Шамаш, Син и Иштар; последняя, очевидно, – как богиня города Дильбат.