在正式文明形成之前，早在公元前5800年，美索不達米亞就開始出現壹些史前文化。如前所述，在掌握人工灌溉技術之前，美索不達米亞南部的巴比倫尼亞的自然環境並不適合農耕和生活，而北部的亞述則相對更宜居。所以在公元前5000年之前，巴比倫尼亞基本沒有形成大型的農業聚落，美索不達米亞早期的史前文化基本分布在亞述。這些分布在北方的史前文化是:
哈蘇納文化(約公元前5800年~公元前5500年)；
薩馬拉文化(約公元前5600年~公元前5000年)；
哈拉夫文化(約公元前5500年~公元前4500年)。
奧貝德文化(約公元前5000年~公元前3750年)
從公元前4500年開始，北方的哈拉夫文化開始逐漸被起源於南方的奧貝德文化所取代。由於生產技術的提高和人工灌溉技術的出現，大約從公元前5000年開始，在巴比倫尼亞南部的蘇美爾地區誕生了奧貝德文化，這是兩河三角洲地區誕生的第壹個史前文化。奧貝德文化可能是由北方的薩馬拉文化演變而來。美索不達米亞的第壹批寺廟開始出現在奧貝德文化中，寺廟通常是定居點中最重要和最大的建築，這與後來的蘇美爾城邦相似。壹般認為奧貝德文化是蘇美爾文明的早期發展階段。
烏魯克文化(約公元前3750年~公元前3150年)
從公元前3750年開始，奧貝德文化逐漸轉化為烏魯克文化。烏魯克文化以烏魯克命名，烏魯克是幼發拉底河東岸的壹個蘇美爾城邦，開始形成早期的城邦。寺廟的高度開始逐漸上升，發展到後來的寶塔寺，世界上最早的馬賽克建築開始出現。在此期間，圓柱形密封開始取代以前的平面密封。此外，世界上最早的圖畫文字也是在這壹時期開始出現的，到公元前第三個千年中期，這類文字已經基本演變成正式的楔形文字。
Gemdieter Nase文化(約公元前365438年+公元前050 ~ 2900年)
Jamdat Nasr文化和Uruk文化除了在陶器上有壹些不同外，基本上沒有本質上的區別。Jemdiet Nase的文化基本上是烏魯克文化發展方向的延續。圓筒印刷更普及，書寫更普遍，書寫更抽象。在這壹時期，各城邦的內部管理已經相當有組織，各城邦之間的交流和聯系也相當密切。主要的蘇美爾城邦如烏魯克、烏爾、埃利杜、拉加什、烏瑪、舒魯帕克、尼普爾、基什、西帕爾等都在這壹時期基本形成。可以說，Gemdieter Nase文化是蘇美爾史前文化向文明時代的過渡時期。在Gemdieter Nase文化之後，蘇美爾正式開始進入文明時代。
主要參考資料:
劉，主編，《西亞北非古文明》，北京:中國社會科學出版社，1999。
李海鋒，《古代近東文明》，北京:科學出版社，2014。
齊培成，《古代西亞文明》，山東:山東大學出版社，2016。
於，巴比倫與亞述文明，北京:北京師範大學出版社，2013。