古巴比倫位於美索不達米亞平原，大致在當今的伊拉克共和國版圖內。“美索不達米亞”是古希臘語，意為“兩條河中間的地方”，故又稱為兩河流域。兩河指的是幼發拉底河和底格裏斯河。
兩河流域目前發現的最早的古文明大致在6000多年前。
這個區域大致以今天的巴格達城為界，分為南北兩部分。北部以古亞述城為中心，稱為西裏西亞，或簡稱亞述；南部以巴比倫城為中心，稱為巴比倫尼亞，意思為“巴比倫的國土”。巴比倫尼亞又分為兩個地區，南部靠近波斯灣口的地區成為蘇美爾，蘇美爾以北地區稱為阿卡德，兩地居民分別稱為蘇美爾人和阿卡德人。美索不達米亞文明最初就是由蘇美爾人在這裏創造出來的。
蘇美爾人幾乎和埃及人同時發明了文字。他們用削尖的蘆葦做筆，把文字刻在泥胚上，然後把泥胚烘幹，成為泥版。由於這種文字形狀成尖劈形，所以被稱為楔形文字。
公元前2007年，阿摩利人入侵兩河流域，摧毀了阿卡德人和蘇美爾人建立的烏爾王朝。公元前1894年左右，阿摩利人建立起一個以幼發拉底河河畔的巴比倫城為首都的王朝。從那時起，美索不達米亞就被稱為巴比倫尼亞，那裏所有居民都被稱為巴比倫人。
古巴比倫王國時期是兩河流域曆史上最輝煌的時期之一。這個國家出現了一位著名的君主——漢謨拉比。漢謨拉比用武力統一了兩河流域後，建立了一個中央集權的專製國家。他個人集宗教、軍事、行政、司法和水利建設等各種大權於一身。為了更有效地統治自己的國家，他頒布了著名的《漢謨拉比法典》。法典共282條，刻在一塊高2.25米的黑色玄武岩石柱上，是迄今發現的最早的完備的成文法典。
古巴比倫國在漢謨拉比統治時期達到極盛，但是漢謨拉比死後，帝國就瓦解了。先後受到赫梯人、喀西特人的入侵。直到公元前729年，古巴比倫王國終於被亞述帝國吞並。
公元前612年，迦勒底人聯合米底人推翻了亞述帝國。迦勒底人建立的帝國也是以巴比倫城為首都，曆史上稱為“新巴比倫王國”。這個王國在尼布甲尼撒統治時期達到鼎盛。尼布甲尼撒曾兩次攻陷耶路撒冷，毀滅猶太王國，把大批猶太人當奴隸押往巴比倫。這就是聖經上所說的“巴比倫之囚”。尼布甲尼撒還下令重建巴比倫城，在城內建造了古代世界七大奇跡之一的“空中花園”。重建後的巴比倫城宏偉壯麗，直到100多年後，希臘曆史學家，被稱為“曆史之父”的希羅多德來到巴比倫城時，仍稱它為世界上最壯麗的城市。
新巴比倫王國在公元前538年被波斯帝國所滅。此後，古代兩河流域再也沒有出現過獨立的完整的國家。
在曆史上，文明的發祥總是與河流密切相關。幼發拉底河和底格裏斯河就像兩條生命之藤，伸展在荒涼和幹旱的沙漠地區，在今天的伊拉克一帶聯袂合作，塑造了肥沃的美索不達米亞平原。在這裏，孕育了人類曆史上最古老的兩河文明，也就是人們習慣上所說的“巴比倫文明”。