As origens da astronomia Ocidental podem ser encontradas na Mesopotâmia, a "terra entre dois rios", Tigre e Eufrates , eram onde os reinos antigos dos Sumérios , Assírios, e Babilônios eram localizados. Uma forma de escrita conhecida como cuneiforme surgiu entre os sumérios aproximadamente em 3500-3000 a.C. Os sumérios somente praticavam uma forma básica de astronomia, mas tiveram uma importante influência na sofisticação da astronomia dos babilônios. A Teologia Astral, que deu aos deuses planetários um papel importante na Mitologia e religião mesopotâmica, começou com os sumérios. Eles também usavam um sistema numérico sexagesimal (base 60), que simplificava a tarefa do registro de números muito grandes ou muito pequenos. A prática moderna de dividir um círculo em 360 graus, de 60 minutos cada, começou com os sumérios. Para mais informações, veja os artigos em numerais babilônios e matematica .
Fontes clássicas normalmente usam o termo Caldeus para os astrônomos da Mesopotâmia, que foram, na verdade, sacerdotes escribas especializados em astrologia e outras formas de divinação As atividades mais antigas de astrônomos babilônios foram as observações de fenômenos astronômicos significativos que eram considerados presságios. O melhor exemplo conhecido é a Tábua de Vênus de Ammisaduqa, um registro da primeira e última visibilidade observada do planeta Vênus no século XVI a.C. Os textos do tablete de Vênus foi posteriormente incluído em um extenso compêndio de presságios chamado de Enuma Anu Enlil.
Um aumento significante tanto na freqüência quanto na qualidade das observações babilônias surgiu durante o reinado de Nabonassar (747-733 a.C). O registro sistemático de fenômenos considerados como mau agouro em diários astronômicos que se iniciou nesse período, permitiu que fosse descoberto um ciclo repetitivo de eclipses lunares a cada 18 anos, por exemplo. O astrônomo grego Ptlomeu posteriormente usou os registros feitos na época de Nabonassar para consertar o inicio de uma era, já que ele sentiu que as observações usáveis mais antigas haviam sido feitas naquela época.
O último estágio no desenvolvimento da astronomia babilônia ocorreu durante o perigoso do Império Selêucida (323-60 a.C) No terceiro século, astrônomos começaram a usar "textos anuais" para predizer os movimentos dos planetas. Esses textos compilavam registros de observações passadas para encontrar ocorrências repetitivas de fenômenos considerados como mau agouro para cada planeta. Aproximadamente na mesma época, ou um pouco depois, astrônomos criaram modelos matemáticos que os permitiram predizerem os fenômenos diretamente, sem necessitar da consulta nos registros antigos.
As influências Mesopotâmicas na astronomia ocidental são extensas. Foi dos mesopotâmicos que os gregos ganharam seus conhecimento sobre os planetas visíveis e as constelações do zodíaco, os séculos de registros de observações astronômicas e até a ideia de que os movimentos dos planetas poderiam ser preditos com precisão.
