Последние страницы истории Двуречья связаны с Вавилоном (иногда его называют Нововавилонским). Новый Вавилон представлял собой вытянутый прямоугольник площадью около 10 кв.км., разделенный Ефратом на западную и восточную части. Он быт пересечен системой длинных прямых улиц – «дорог процессий», которые вели к центральным храмам. Новый город, по существу, представлял собой пригород старого Вавилона и соединялся с ним деревянным мостом на каменных опорах. Основной улицей нового Вавилона была «дорога процессий» богини Иштар. Эта дорога соединяла храм бога-покровителя города Мардука с Северными воротами богини Иштар. Один из храмов города – семиярусный зиккурат Этеменанки – «Дом основания Небес и Земли». Всего в Вавилоне (по литературным источникам) было 53 храма. Из светской архитектуры большую известность получили «Висячие сады», входившие в дворцовый комплекс Навуходоносора II. Под влиянием Ассирии усиливается роль цветного компонента в архитектуре (использовались цветные изразцы, глазурованный кирпич). Характерно чередование светлого и темного фона, чередование плоского и выпуклого изображения животного. Декоративная красочная орнаментальность – характерная черта Нововавилонского искусства.
