Babylonialaiset olivat polyteistejä, joihin sumerilainen kulttuuri vaikutti voimakkaasti ja loi monimutkaisen jumalien, demonien ja muiden panteonin. Monet babylonialaiset myytit oli suunniteltu kytkeytymään tähän pantheoniin jollakin tavalla kuvaamalla tapaa, jolla jumalat loivat maailman, ja selittäen elämän tapahtumia maan päällä. Joistakin näistä legendoista ja myytteistä on tullut varsin kuuluisia. Esimerkiksi Gilgameshin eepos, joka kuvaa joidenkin jumalien tekoja, on merkittävä pala Mesopotamian kirjallisuutta.
Kuten useimpien pantheonien kohdalla, babylonialaisia jumalia johti kaksi jumalaa, tässä tapauksessa Apsu ja Tiamat. Kaikki babylonialaiset jumalat polveutuvat tästä alkuperäisestä parista mielenkiintoisella käänteellä. Legendan mukaan nämä babylonialaiset jumalat tekivät huonoa työtä huolehtiakseen lapsistaan, mikä johti kapinaan, joka päättyi, kun Ea tappoi Apsun, kun taas Tiamat ei tehnyt mitään.
Väitetään, että jokainen Babylonian jumalien seuraava sukupolvi oli edellistä parempi, ja se huipentui Mardukiin, viisauden jumalaan, josta tuli lopullinen jumalien hallitsija. Babylonialaiset juhlivat vuosittain Mardukin kuolemaa ja uudestisyntymistä osana uskonnollista uskoaan. Marduk voitti lopulta myös Tiamatin voimat, kun hänet lopulta herätettiin toimintaan, ja valloittaessaan Tiamatin ja hänen joukkonsa Kingu -jumalan johdolla Marduk loi maailman ja ihmiset elämään siinä.
Kaikkien babylonialaisten jumalien ja niiden monimutkaisten suhteiden nimeäminen vaatisi paljon enemmän tilaa, mutta jotkut jumalat ovat erityisen merkittäviä tai mielenkiintoisia. Synti on esimerkiksi kuun jumala ja Shamashin isä, köyhien ja matkustajien jumala. Nintu ja Anu luovat molemmat jumalia, joilla on kyky tehdä asioita, kuten tuulet, kun taas Kingun verta käytettiin ihmiskunnan luomiseen. Damkina on babylonialainen äiti, Ean vaimo, toinen viisauden jumala, joka myös valvoi taidetta. Mummu oli toinen jumala, joka tuli tunnetuksi käsityöläisenä.
Ilman jumala oli Enlil, ja hän huolehti myös säästä. Ishtar, sekä rakkauden että sodan jumalatar, tuli kuuluisaksi siitä, että hän lähti alamaailmaan saadakseen rakastajansa takaisin, mikä heijastaa monia muita myyttejä Välimeren ympäriltä, joissa joku uhraa tullakseen alamaailmaan lunastaakseen jonkun toisen hengen. On myös mielenkiintoista huomata, että vaikka rakkaus ja sota näyttävät monilta nykyajan silmiltä ristiriitaisilta, Ishtar ei ollut läheskään ainoa rakkauden ja sodan jumalatar Välimerellä, mikä viittaa siihen, että tämän alueen varhaiset sivilisaatiot tunnistivat molemmat tunteet .