苏美尔的每个城市都有它自己的神和神学，而且随着时间的变迁这些神也在发生变化，因此无法准确言说苏美尔宗教，苏美尔人的宗教可以算作单一主神教。苏美尔人的信仰是最早有记录的信仰，它是后来美索不达米亚神话、宗教和占星学的源泉。苏美尔的主神是天神安，安最重要的伴侣是南部的恩基、北部的恩里尔和金星之神伊什塔尔。太阳神叫乌图，月神叫南那，母亲神叫娜姆，此外还有上百小神，每个神与一个城市相连，这些神的重要性也随着这些城市政治上的兴衰而变化。人是神用黏土做的，其目的在于服务神，假如神发怒的话他们就使用地震或风暴来惩罚人，苏美尔人认为人只有在神的怜悯下才能生存。苏美尔宗教有一个值得注意的特点：它不主张有什么极乐的和永恒的后世。由于宗教在苏美尔中有着重要的作用，祭司在当时社会中占据着重要的地位。祭司和管理人员（这两个词往往意义相同）需要学习楔形文字，因而神庙区内附设有学校，教授楔形文字和祭司等级需要掌握的其他知识，苏美尔的这些学校是现知人类文明史上最早的学校。
遗产
苏美尔人的许多发明对后来的技术和文化的发展是非常重要的。有些人认为他们发明了车轮，他们发明的文字是目前已知的最早的文字书写系统之一，他们是最早的记录天文学现象的人。
他们引入了将小时分为60分钟，每分钟分60秒的计时系统。有可能他们发明了军事阵列。他们在古代美索不达米亚引入了密集的农业。许多重要的农作物和牲畜（羊、牛）从这里扩展出去。因此苏美尔文明是早期最有创造性和发明精神的人类文化之一。
阶梯型金字塔
根据泥板上的记载，金字塔全都是用来进行祭祀的，因为他们的神总是高高地居于神山之巅，所以需要在金字塔顶来祈祷，使人能够接近神的宫殿，使神便于接受人的礼拜。这种顶礼膜拜的祭祀方式，在美索不达米亚平原上的影响迅速扩展开来，并且保持了数千年之久，从巴比伦王国到亚述王国，从巴比伦到尼尼微，随处可见这样的阶梯型金字塔，甚至连《圣经》里的巴别塔，它的外形也是阶梯形状的，如果能够建成，也将是一座小型的金字塔。
数字运用
苏美尔人对于数字的运用，可以说已经达到了令人难以望其项背的地步。人们在金字塔附近找到的一块泥板，上面开列出了一道由两个数字相乘的计算题，其最终乘积如果用阿拉伯数字来表示，结果竟是一个十五位的数字195 955 200 000 000，这就是距今6 000年以前的苏美尔人已达到的数学知识水平。
然而，公元前500年左右的希腊人，还认为10 000这个五位数字，简直是一个“大得无法计算的值”，凡是超过了10 000的，就被称为“无穷大”。多位数字对于欧洲人来说，一直到公元1600年以后，才由笛卡儿、莱布尼兹等数学家兼哲学家最先用于计算，而在西方一般人的概念之中，只是在进入19世纪之后，人们才开始对多位数有所认识，以至于百万富翁这个称呼，成为拥有不计其数财富的最大富翁的代名词。
神话
两河流域是世界最早的文明，现代欧美文明和伊朗的古波斯文明都是在两河流域的深刻影响下发展而来的。两河文明的开端正是由苏美尔人发起的，他们的神话和宗教也被后来的阿卡德人、巴比伦人和亚述人等闪米特民族接受和继承。这一神话体系还持续深入地影响了古希腊罗马神话和基督教《圣经》神话，这些驰名全球的神话经典，都能在古代的苏美尔找到他们的影子。
和古希腊神话一样，虽然众神是永生的，但并非全知全能，身上有着极其丰富的人性。他们也可以有妻儿，并形成一个组织完备、等级分明的天堂体系。神并不是一开始就有等级的，等级也并非一成不变。苏美尔的各个城邦都有自己的保护神，众神的地位高低由他们的信徒所在城邦的政治军事实力的对比来决定。后来，各城邦走向联合，众神开始有了统一固定的神系。在闪米特人统治时期，苏美尔的神灵们常常被赋予新的名字，苏美尔神话和巴比伦神话的关系就如同希腊神话与罗马神话的关系，后者继承了前者，并有所发展。
苏美尔人在美索不达米亚创建了世界上最早的城市，在城市的中心建立神殿，其周围是居住区，四周再设置围墙。在这神殿中，人们祭祀以天神为代表的诸神，崇拜多达百位的大小神祇。
这些苏美尔的诸神，在数世纪之后，被进入这一地区的阿卡德人大致照原样接受过去，一再用阿卡德语反复诵读同一个神的名字，并加以崇拜。但是，也有按苏美尔语的原名在闪族人的传统基础上进行崇拜的，还有把多神变成一神的情况，这其中的关系特别复杂也难以应付。
这种多神教因为对周围世界产生了影响，这些大神们在赫梯的泥板文书中也有登场的时候。
在苏美尔神话中，先有天父之神安和地母之神启，从这两个神又生出恩里尔。恩里尔后来成为尼普尔市的保护神，更进一步成为最高神，被闪族人称为贝尔（主的意思），受到崇拜，最后被巴比伦的主神马尔都克所取代。
恩里尔又生出月神南那和太阳神乌图，在苏美尔，月神位居太阳神的上位。
月神南那又生出金星神伊南娜，伊南娜又被称为爱之女神。
其他大神，还有在美索不达米亚南部海岸城市埃利都受到崇拜的恩基，他是水神，也是智慧之神，在《大洪水神话》中出现过。
这些大神们在天上常常聚集在一起，这一天神集团叫做阿努纳启，由他们决定这个世界和人类的命运。
这些苏美尔的大神们，几乎按照原样被阿卡德人继承下来，但是有些天神变成了闪族语的称呼，天神安同原来差不多，被称为阿努；恩里尔，如前所述，被称呼为普通名词的贝尔；月神南那变成辛，太阳神乌图变成沙玛什，金星神伊南娜就成了伊什塔尔。
已经被闪族人袭用而又在一定程度上保留着苏美尔名字的神，有出现在伊丝塔尔神话中的坦姆兹，他是地母神之子。植物神，苏美尔语叫做杜穆基，在叙利亚、腓尼基被称为阿多尼，他也是希腊神话中被阿佛洛狄忒深爱的美男子阿多尼斯的前身。
此外，还有一些神，属于苏美尔系统的有恩里尔之子战神宁基鲁斯、造成疾病和战争的神涅尔伽尔、月神南那之妻宁伽尔，还有本来是受闪族人崇拜的神——暴风神阿达多，预言和文字之神那布，还有残留着亚述名字的阿修尔等诸神。
在美索不达米亚，人们对总计多达数百个的神明有着真诚的信仰，他们举行着各种各样的祭祀仪式。但是，这些神同人比较起来，并没有创造更多的故事，因此没有希腊和北欧那样丰富的神话。但是，很多文学作品所书写的诸神的片断故事，能使这些神话达到某种程度的复原。
人类和农牧业的起源——苏美尔史诗
苏美尔神话最早生出了天和地，他们像一对亲生兄弟一样，接着，又创造了天神安和阿努纳启（诸神集团），又由母神生出来许多女神。接着天和地分开了，地上出现了伊迪古纳（底格里斯）河和布拉努恩（幼发拉底）河，其周围又出现了许多运河。众神在伊迪古纳河和布拉努恩河上修筑了堤坝，将苏美尔的国土弄得整整齐齐。
天上的大神同阿努纳启的诸神坐在一起，商量着从现在开始做什么合适。这些大神有天神安，大气之神恩里尔、太阳神乌图、地和水神恩基，其中恩里尔握有强大的权力。首先，大神们，特别是恩里尔向阿努纳启的诸神们提出问题：“在天和地的连接点尼普尔城的乌兹姆圣殿里，由两位能工巧匠神——拉姆伽神用他们自己的血液创造人类。这样一来，诸神所做的工作，今后就可以让人类去干了。让人类去挖掘运河、分得土地。拿着锄头去掘土、提着篮子去收获，让他们去建造神的住宅。让人类辟地造田，使土地丰饶，收获大批的粮食，装满诸神的仓库。”于是，用两位拉姆伽神用自己的血液创造出人类，最早的男人名叫安乌雷伽尔拉，最早的女人名叫安内伽尔拉。人类开始耕种阿努纳启的田地，不仅丰盈了苏美尔的国土，而且对诸神要举行庄严的祭祀，正当保卫神殿，还要及时地供水。