古巴比伦位于美索不达米亚平原，大致在当今的伊拉克共和国版图内。“美索不达米亚”是古希腊语，意为“两条河中间的地方”，故又称为两河流域。两河指的是幼发拉底河和底格里斯河。
两河流域目前发现的最早的古文明大致在6000多年前。
这个区域大致以今天的巴格达城为界，分为南北两部分。北部以古亚述城为中心，称为西里西亚，或简称亚述；南部以巴比伦城为中心，称为巴比伦尼亚，意思为“巴比伦的国土”。巴比伦尼亚又分为两个地区，南部靠近波斯湾口的地区成为苏美尔，苏美尔以北地区称为阿卡德，两地居民分别称为苏美尔人和阿卡德人。美索不达米亚文明最初就是由苏美尔人在这里创造出来的。
苏美尔人几乎和埃及人同时发明了文字。他们用削尖的芦苇做笔，把文字刻在泥胚上，然后把泥胚烘干，成为泥版。由于这种文字形状成尖劈形，所以被称为楔形文字。
公元前2007年，阿摩利人入侵两河流域，摧毁了阿卡德人和苏美尔人建立的乌尔王朝。公元前1894年左右，阿摩利人建立起一个以幼发拉底河河畔的巴比伦城为首都的王朝。从那时起，美索不达米亚就被称为巴比伦尼亚，那里所有居民都被称为巴比伦人。
古巴比伦王国时期是两河流域历史上最辉煌的时期之一。这个国家出现了一位著名的君主——汉谟拉比。汉谟拉比用武力统一了两河流域后，建立了一个中央集权的专制国家。他个人集宗教、军事、行政、司法和水利建设等各种大权于一身。为了更有效地统治自己的国家，他颁布了著名的《汉谟拉比法典》。法典共282条，刻在一块高2.25米的黑色玄武岩石柱上，是迄今发现的最早的完备的成文法典。
古巴比伦国在汉谟拉比统治时期达到极盛，但是汉谟拉比死后，帝国就瓦解了。先后受到赫梯人、喀西特人的入侵。直到公元前729年，古巴比伦王国终于被亚述帝国吞并。
公元前612年，迦勒底人联合米底人推翻了亚述帝国。迦勒底人建立的帝国也是以巴比伦城为首都，历史上称为“新巴比伦王国”。这个王国在尼布甲尼撒统治时期达到鼎盛。尼布甲尼撒曾两次攻陷耶路撒冷，毁灭犹太王国，把大批犹太人当奴隶押往巴比伦。这就是圣经上所说的“巴比伦之囚”。尼布甲尼撒还下令重建巴比伦城，在城内建造了古代世界七大奇迹之一的“空中花园”。重建后的巴比伦城宏伟壮丽，直到100多年后，希腊历史学家，被称为“历史之父”的希罗多德来到巴比伦城时，仍称它为世界上最壮丽的城市。
新巴比伦王国在公元前538年被波斯帝国所灭。此后，古代两河流域再也没有出现过独立的完整的国家。
在历史上，文明的发祥总是与河流密切相关。幼发拉底河和底格里斯河就像两条生命之藤，伸展在荒凉和干旱的沙漠地区，在今天的伊拉克一带联袂合作，塑造了肥沃的美索不达米亚平原。在这里，孕育了人类历史上最古老的两河文明，也就是人们习惯上所说的“巴比伦文明”。