古代兩河流域的人民很早就崇拜自然神。早期蘇美爾人信奉多神教，他們因對自然界的許多疑問無法解釋，便把這些疑問託之於天上的神靈。在蘇美爾，人們對天神、地神、水神、植物神等十分崇拜，尤其是這裏曾發生過一次大洪水氾濫，他們害怕洪水淹沒生命和一切生靈，便把水神視爲最重要的神祇。他們甚至認爲大地上的一切生靈皆由水創造，生命起源於水，所以水神安啓被稱爲創造神。
當兩河流域的人民發明了水力灌溉、控制了大水以後，他們又視水神爲教會人類技藝的智慧之神，隨着人們對日月星辰的觀測，他們發現天上的星系對農業生產、人民生活有着極大的影響，對農業的豐收起着決定性的作用，於是他們又造出月神、太陽神的故事。當自然崇拜與祖先崇拜相結合，人們給神賦予了更多的傳說。這時，水神、天地神安啓成爲了衆神之王，成爲一對重要的農神。
在蘇美爾神話中，創世神話是主要內容，這些神話是後人從一些殘存的史詩和亞述泥板中整理出來的，它表明蘇美爾還沒有一個完整的神話體系，主要神祇都是水天地日月星辰，對它們的崇拜表現了早期人類對宇宙及人類起源的認識，對自然、農業生產、人的生死、萬物枯榮及四季變化的看法。在蘇美爾，許多城市還有自己的宗教信仰，如烏魯克人奉天神安努、埃利都人奉天地神安啓、尼普爾人奉大氣神恩里爾爲主要崇拜神。與埃及和希臘神話不同，蘇美爾人對月神的崇拜先於對太陽神的崇拜，他們沒把太陽神看作是最高之神，也不把太陽神視爲農業保護神。
此外蘇美爾神多爲自然神，並有很強的人性，而少動物性，半人半獸神極其罕見，這表明蘇美爾人已擺脫了圖騰崇拜，而較早過渡到萬物有靈階段。蘇美爾神話中關於印娜娜與都姆茲的愛情故事和事蹟傳說尤爲生動。印娜娜相傳是月神辛的女兒，太陽神奧吐之妹，她是烏魯克城的保護神，是烏魯克城幸福繁榮的救星，因而她的名字使烏魯克人倍感光榮。在蘇美爾，印娜娜後來成爲天上的女王，她是母神、愛神、豐收神、戰神的集中代表。
都姆茲是安啓之子，是著名的豐收之神，他愛上印娜娜，想娶之爲妻，但一開始印娜娜愛的是恩啓姆都(一位早期的農神)，在安啓調解之下(另說太陽神說的媒)，印娜娜終於同意與都姆茲結婚，他們的結合使兩河流域有了一對重要農業神祇。有關印娜娜及都姆茲還有一段重要的故事即：印娜娜的地獄之行。這段神話敘事詩是在20世紀30年代被破譯整理出來的，1940年，它一經發表，便引起世人的重視，它不僅使後世巴比倫文學的研究有了重大突破，而且使人們對兩河流域文化的成果有了新的認識。
印娜娜到達地下世界，即與冥府的衆神發生衝突，地下女王命令爲其設置七道重門，印娜娜每經一道門，便被剝去身上的重要飾物，走完七道門時，她已是全身赤裸，很快她就被地獄法官判爲死刑。幾天之後，印娜娜的報喜官預感主人的不幸，馬上通告了主神恩里爾、安啓等，於是她被救出地獄回到人間。印娜娜的這段故事後經巴比倫人改編，創作出動人的神話故事：《伊什塔爾(即印娜娜)降入地下世界》。除了神的故事，蘇美爾人還留下了關於吉爾伽美什的英雄傳說。相傳吉爾伽美什是烏魯克第一王朝的第五位國王，有可能是真正的歷史人物，兩河流域留傳的這些與他有關的神話故事，正與他非凡的業績有關，據說他出身貧窮，雖身材魁梧，英勇頑強，但他做國王后兇狠殘暴，爲所欲爲，違逆民意，亂施淫威——據史詩記載：他從不給父親們保留兒子，也不給母親們保留閨女，日日夜夜他的殘暴從不斂息。
(引自史詩《詠吉爾伽美什》後來他的性格發生了變化，他開始嫉惡如仇，爲民除害，成爲兩河流域爲人稱道的國王，也許是他自封爲神，也許是百姓奉他爲神，在蘇美爾流傳着許多關於他與神的故事，還說他與女神阿魯魯的勇士恩奇都結爲兄弟，蘇美爾神話中還留下一首關於洪水傳說的故事，原詩記載在一塊破損的泥板上，這段殘詩可能是反映兩河流域大洪水傳說的最早記載。故事說天神安努、恩里爾、安啓、娜赫爾薩克創造了人類、動物、植物，並規定了人的壽命，建造了五個大城市。後來不知爲什麼，人類觸犯了衆神，衆神決定要降災於人，滅絕人類。但天神安啓同情人類，他認爲天神們造物艱難，於是去向敬奉天神的舒路帕克城的統治者吉尤蘇得拉作了通報，並教他修造了方舟，躲避災難。當洪水降臨之時，淹沒城市，吞沒衆生靈，唯有吉尤蘇得拉和他的船隻倖存。洪水整整停留了七天七夜。當洪水過去後，吉尤蘇得拉打開船艙的窗戶，看見外面風調雨順，太陽四射，他走出方舟，放出動物，避免了生靈的滅絕，他也成了不朽之人。
美索不達米亞人還有伽伐尼神的傳說，之後流傳至非洲國家，在尼亞幾多那，弗拉坦吉羅等地仍能看到伽伐尼神的雕像和美索不達米亞文化的殘留。
