两河流域文明最早的哈苏纳文化（BC6000年）分布在美索不达米亚北部地区。典型遗址：哈苏纳遗址。
其显著特征是有刻纹陶和彩陶。器形多矮颈球体罐和钵，彩绘为红色或黑色，纹样简单，仅见人字纹和三角纹。居民种植大麦、小麦等，靠人工灌溉，饲养绵羊、山羊、牛和猪。工具多石镰和石斧。遗址中房屋密集，反映出文化的繁荣。当时流行女性崇拜，出土有女性塑像。还发现不少玉髓珠串及印章等。也是最早的玉器发现地区。
萨迈拉文化（BC5800至5000年），属于西亚新石器时代晚期文化。主要分布在美索不达米亚北部底格里斯河支流小扎卜河沿岸及以南地区。典型遗址：索万和乔加马米两个遗址。萨迈拉考古区位于距离伊拉克首都巴格达西北125公里、底格里斯河东岸的伊拉克萨拉赫丁省。
其特征与标准的哈苏纳陶器相似，但制作更精巧、装饰更精美，人们称之为“萨迈拉陶”，并将它划归哈苏纳文化后期。但是这种陶器属于独立发展的文化系统，故称萨迈拉文化。其独特之处在于有规模宏大的定居村落、别具一格的泥砖建筑及先进的灌溉农业设施。
这一文化可大致分为早、中、晚3期，即无彩陶时期，典型的萨迈拉彩陶时期和几何形装饰的彩陶时期。而以中期文化最为繁盛。
早期萨迈拉文化的典型遗存为位于底格里斯河中游东岸的索万遗址Ⅰ、Ⅱ层。
索万Ⅰ据放射性碳素断代，年代为BC5506±73年。居址呈长方形，四周有壕沟。内有砖坯结构的T形建筑3座，均由许多大小房间组成，布局规整。房屋的地面和墙壁涂抹泥灰，以外扶壁墙承托支撑屋顶的木板。其中的一座建筑似具有宗教的职能，在一房间的壁龛内发现一“母神像”。还发现有约130座墓，尸体为屈肢葬，多是幼童，用席包扎，上面撒有红赭粉。随葬品丰富，除了各种贝壳和石串珠外，还有大量用雪花石制作的、造型别致的碗、罐、瓶、长柄勺及女性雕像、石制生殖器等。其中有蹲坐式女性石瓶较为特别。索万Ⅰ陶器甚少，以偶有刻痕的素面粗陶为特征，其风格往往模仿雪花石器皿。
索万Ⅱ出现了与典型萨迈拉陶相似的薄壳彩陶，从而提供了萨迈拉文化从素陶到彩陶发展的线索。这一时期的萨迈拉文化已有灌溉农业。居民种植二粒小麦、六棱裸大麦、二棱有稃大麦以及面包小麦等。工具为镰刀、石叶片、边击器、垂*直*刀*片及臼、杵、手磨等石器。家畜为山羊、绵羊、狗等。采集、渔猎经济仍占一定比例。
中期萨迈拉文化主要以索万Ⅲ～Ⅴ层及巴格达东北的乔加马米遗址的早期层次为代表。这是萨迈拉文化的全盛期，年代为BC5200至5000年。这一时期经济有了发展，捕鱼业得到加强。遗址周围发现许多小型水渠，构成了原始的灌溉网。动植物的驯化过程也渐趋完成。作物除麦类外，还有亚麻、小扁豆等。已实行牛耕。手工业已相当发达，乔加马米已用亚麻纤维织布。普遍发现了陶纺轮，并发现了素面纺织品的痕迹。
索万遗址出土有非本地产的锻制红铜制品、黑曜石等，说明与其他地区的交换已相当频繁。同时红铜制品的出现说明当时已经进入红铜时代。
与前一阶段相比，村落规模有了扩大，乔加马米遗址占地350米×100米，估计有人口1000左右；索万遗址在原护村壕沟沿线筑起有扶壁的防御围墙。此时期的建筑形制有新的发展，索万遗址Ⅲ层已出现神庙，房屋旁边出现灶、窖穴等设施。乔加马米的土坯建筑物为长方形，往往由2或3排3间小屋构成。索万、乔加马米等遗址的房屋建筑往往直接建立在早期房屋的废墟之上。村落防护设施的复杂化，以及陶制印章的出现并广泛使用，似说明萨迈拉文化的居民已形成了所有权的观念。
这一时期的彩陶工艺十分考究，器表涂有黄色陶衣，并以赭褐、黑灰或淡色颜料绘出水波、花卉、动物和人物等各种写实的图案。器形主要有碗、罐、瓶等。有些陶碗带有假圈足。其他遗物有石像、陶像等，其中彩色女陶像带有高高翘起的奇特发式，戴着项链、耳环、鼻饰，或以彩斑纹身，或穿彩色长袍。此外，还普遍发现雕像瓶，瓶饰的女性头像梳着波浪形发式，其造型可能是模仿萨迈拉文化早期的蹲坐式女性石瓶的风格并加以发展的。
《苏美尔王表》：“王权从天而降，王权在埃瑞都，阿鲁利姆为埃瑞都国王。”
BC4120年，作为哈拉帕文明附庸的部分黄种人，明白禁忌武器的可怕之处，所以见到核爆炸发生，携带着部分资料（主要为印章）以及星象图等亚特兰蒂斯文明的产物开始驾船沿着印度洋的海岸线，离开印度河流域开始向西迁徙。
其领导者阿鲁利姆，原为哈拉帕文明某位君主的大臣。沿着海岸线，进入波斯湾，溯流，在幼发拉底河南岸，接近科威特附近，与当地土著人结合建立了第一个定居点。其位于现在巴士拉以西，幼发拉底格南岸，乌尔遗址西南不远处。他们自己称呼它为“强大的地方”，后人将之称为埃瑞都(Eridu)。他们称呼自己为“黑头的人”，但是后来的一些人将这些黑头发的黄种人称为苏美尔人。
美索不达米亚，又称两河流域。广义指底格里斯河与幼发拉底河的中下游地区，东抵扎格罗斯山，西到叙利亚沙漠，南迄波斯湾，北及托罗斯山。北部为山地，向南经过草原和平原到南部沼泽性的两河三角洲。狭义的仅指两河之间的地区。
美索不达米亚为人类最古老的文化摇篮之一，灌溉农业为其文化发展的主要基础。曾出现过苏美尔、阿卡德、巴比伦、亚述等文明。此后又经过波斯、马其顿、罗马与奥斯曼等帝国的统治。第一次世界大战后，其主要部分成为独立的伊拉克。
在犹太人和希腊人的笔下，美索不达米亚是一个人人向往的天堂，《圣经》中的伊甸园就在这里。
不过，在今天的美索不达米亚，气候和自然条件显然已经和犹太人和希腊人的描述大相径庭。这里气候干燥，土壤裸露，沙丘遍野，而且像所有的荒漠地区一样，降水稀少且温差较大。比如伊拉克首都巴格达全年降水量为156毫米，六月至九月为零；夏季气温高达摄氏49度，而冬季气温可下降到摄氏零下9度。即使到传说中的“伊甸园”库尔拉去，你也一定会大失所望。如今这里是一个孤零零的地带，离河岸不到一公里，除了一种结节荆棘（据说是传说中的“善恶知识树”）还存在，映入眼帘的只是荒凉和沙砾。我们似乎很难想象这种比较恶劣的自然条件，在几千年前会成为人类高级文明的摇篮。
地质学以及环境变迁的研究者们提出了创见性的论断：在BC4000--2000年时，美索不达米亚存在着湿润而不是干旱的气候。地理学家拉姆认为，在冰河后期最暖的时段，地中海附近大部分地区是气候干旱的，但是，由于这一时期西南季风的扩张和季风雨的滋润，在北纬34度到35度的美索不达米亚却存在着湿润的气候。
考古学家在这一地区的发掘工作也证实了这一论断。考古发掘表明，BC4000--2000年间，由于几次洪水的泛滥，造成了土层层理上的间断现象。而且从这些遗址出土的泥版文献中有关大洪水的记载以及苏美尔人如何建筑堤坝的描述，也是这一时期气候特别滋润的有力佐证。地质学家还通过放射性碳年代测定、氨基酸差位异构分析以及花粉分析等一系列科学手段，确认了这段时期两河流域湿润气候的存在。因此，美索不达米亚在历史上是“天堂”。这里的地理环境和气候非常好。
美索不达米亚曾经存在特别湿润的气候。那时，亚美尼亚山区丰沛的降水源源不断的注入幼发拉底河和底格里斯河，两条母亲河又滋润着平原肥沃的土地。因此可以肯定，在BC4000--2000年左右，在美索不达米亚文明创立的关键时期，自然条件是适宜的。
就是说，恰恰是在这个气候湿润的关键时期，苏美尔人创造了人类历史上目前文献记载最古老的文明。我们确实无法想象，如果没有两河流域充沛的流量，苏美尔人如何提取足够的水去灌溉农田；如果没有季风雨没必要那么多的惠泽，在干旱荒芜的土地上是不会有这些文明的。