Com a ascensão da supremacia da cidade da Babilônia, Marduque, o patrono da cidade, tornou-se a principal divindade do panteão babilônico. Uma festa de ano novo chamada de festa “akitu” era realizada anualmente em sua honra, na qual uma batalha simulada entre o rei e o dragão das profundezas era encenada repetidamente para comemorar a primitiva vitória de Marduque sobre o caos. O propósito da festa era anunciar o ano novo com um ritual para assegurar paz, a prosperidade e a felicidade por todo o ano.
Outras divindades adoradas pelos babilônios eram Anu, deus do céu; Enlil, deus do vento e da terra; Ea, deus do submundo – juntos, eles formavam uma tríade de divindades. Outra tríade importante era Sin, o deus sol de Ur, e Harã, os primeiros abrigos da família de Abraão; Samas, a divindade do sol; e Istar, deusa do amor e da guerra, equivalente à Astarte dos fenícios, Astarote mencionada da Bíblia, e Afrodite dos gregos. Outras divindades significativas foram Nafau, o deus da escrita e Nergal (irmão de Marduque), o deus da guerra e da fome.
Os deuses da Babilónia eram, em sua origem, personificações das várias forças da natureza. A religião babilônica era, dessa forma, uma adoração à natureza em todas as suas artes, prestando homenagem a seres super-humanos que eram ao mesmo tempo amigáveis e hostis, com frequência representados por formas humanas, animais, ou híbridas. Nenhuma divindade era toda-poderosa nem mesmo as principais das várias tríades de divindades. Cada uma delas tinha uma província sobre a qual governava. Na verdade, cada grande cidade possuía sua própria divindade à qual seus habitantes prestavam homenagens. As divindades eram criadas a partir de materiais existentes no mundo, e estavam sujeitas à ordem natural. Algumas divindades morriam como o homem. Os deuses que alcançavam alguma ascensão representavam as expressões babilônias do desejo que o homem tem de transcender o padrão a ordem natural. Abaixo das divindades estava o mundo dos demônios, que eram dota dos de várias qualidades e características, mas de influência limitada.
As divindades eram adoradas em vários templos, muitas vezes em torres-templo. As torres-templo (zigurates) eram estruturas imponentes, erguendo-se em enormes níveis, um acima do outro, construídos quase que completamente com tijolos sólidos e acesso feito por meio de uma escadaria externa. Muitas dessas torres-templo tinham três ou quatro pavimentos de altura, com bases extremamente largas. No topo da estrutura havia um relicário no qual ficava uma imagem da divindade à qual a torre-templo era dedicada. Alguns zigurates foram construídos de forma que os ângulos retos fossem orientados de acordo com os pontos cardeais. Estas torres-tempios dominavam as casas vizinhas e eram mais imponentes do que os palácios reais.
Para cada templo estava vinculado um sacerdócio treinado e altamente organizado dedicado à adoração ao seu deus e à preservação dos rituais e do conjunto de tradições. Os sacerdotes eram remunerados com as ofertas regulares e com a renda que vinha das terras do templo, as quais lhes eram doadas. O papel do sacerdócio na Babilônia era mais elevado do que aquele que era exercido na Assíria. A Babilônia era uma sociedade teocrática, governada pela ordem sacerdotal que sancionava uma monarquia. Esta era subordinada à ordem religiosa, mas suficientemente poderosa para executar a lei que regulava a sociedade babilônica. Muitos trechos grandiosos de literatura vieram da Babilônia. Além do código de lei de Hamurabi, há histórias da Criação e do Dilúvio encontradas em Nipur. E, em outras partes, lê-se a história da descida de Istar para o Hades.
A influência babilônica em assuntos particulares hebreus teve seu ponto mais eleva do durante o período do Exílio, Muitas famílias hebréias do cativeiro estiveram envolvi das em transações comerciais na região de Nipur, conforme declarado em tábuas ali encontradas, e o sistema monetário da Babilônia influenciava o sistema monetário dos hebreus. É bastante provável que o movimento das sinagogas tenha se desenvolvido entre os hebreus no exílio Babilónico, e que o espírito do judaísmo, nascido nesse período, tenha sido levado por Esdras, o escriba, da Babilônia para Jerusalém.
Durante os primeiros séculos cristãos, O talmude babilônico foi criado nas escolas hebréias dentro e ao redor de Nehardea, Pumbeditha e Sura. Estas escolas no final foram extintas, e o centro do judaísmo deslocou-se para a Palestina e para a Europa.
