代美索不达米亚的天文学发展较晚，前第一千纪巴比伦人在占星术的的基础上发展的天文学，并将数学引入天文学，使其达到古代的最高精度。前2000年左右，美索不达米亚人已经能够区分恒星和行星；前13世纪巴比伦人绘制十二星座图，并命名这些我们沿用至今的星座名称，如天蝎座、狮子座、巨蟹座、双子座和天秤座；巴比伦人知道月亮和五大行星的运行周期，所以他们能够计算和预测日食和月蚀；前375年巴比伦天文学家基丁努（Kidinnu）提出太阳年的精确时间，误差仅4分32.65秒，比1887年的近代天文学家的误差还小。巴比伦人熟悉离日