Sümerlerin dini politeistikti. Evrendeki güç, nesne ve varlıkları temsil eden antropomorfik tanrı ve tanrıçalar içerirdi. Sümerlerin inanışına göre insanlar başta tanrılar tarafından hizmetçi, köle olarak yaratılmış fakat daha sonra özgürleştirilmiştirler.
Sümer dini ve onu takip eden diğer dinlerde yer bulan çeşitli anlatılara daha sonraları ortaya çıkmış Orta Doğu kökenli dinlerde de rastlanılır. İncil ve Kur'an'da yer alan tufan anlatısı buna örnek olarak verilebilir.
Sümer kökenli tanrı ve tanrıçalar daha sonra gelen Mezopotamya dinlerince benimsenmiştir. Kuşkusuz bu sadece dini ve mitolojik anlamda gerçekleşmemiştir; Sümer kültür ve yaşayış tarzı da aynı din ve mitoloji gibi daha sonra iktidara gelen Akad, Asur ve Babillilerce benimsenmiştir. Ayrıca farklı kültürlerin din ve mitolojilerinde de bazı benzerliklere rastlanır: Yunan mitolojisi ve Anadolu mitolojisi gibi. Mezopotamya mitolojisi Sümer temelli olmakla beraber Mezopotamya'nın aldığı sürekli ve yoğun göç ile birçok farklı kavmin inanç ve kültüründen etkilenmiştir.
Tanrılar
Mezopotamya'da ilk yerleşim birimlerinden beri kent-kültürü büyük bir öneme sahip olmuştur. Çoğunlukla bir önemli tanrının tapınağı bir kentte olurdu ve o kent o tanrıya tapımın ana merkezi olurdu. Bu kentlerin içinde en çok öne çıkanı Nippur olmuştur, zira Nippur'da ana tapınağı bulunan tanrı Enlil'dir ki Enlil erken dönem hariç, farklı hanedanlar boyunca Mezopotamya'nın baş tanrısı olarak tapınılmış bir tanrıdır. Kentler ve sahip oldukları tapınaklar olarak şunlar belirtilebilir:- An, Cennetin tanrısı. Erken dönemde baş tanrıdır, daha sonra yerine Enlil baş tanrı olarak tapınılır. Pan-Mezopotamyalı olarak tanımlanabilecek An, Mezopotamya'nın her yerinde ve her dönem tapılırdı. Uruk kentinde, E'anna tapınağı vardı.
- Enlil, hava ve fırtınaların tanrısı. Mezopotamya mitolojisinin baş figürlerinden olan Enlil, Pan-Mezopotamyalı sayılır, uzun süre Mezopotamya'nın baş tanrısı olmuştur. E'kur isimli tapınağı Nippur kentinde bulunurdu bu nedenle Nippur uzun süre Mezopotamya'nın dini başkenti olmuştur.
- Enki, su ve toprak tanrısı, Pan-Mezopotamyalı sayılır. E'abzu isimli tapınağı, Eridu'da bulunurdu.
- Ki veya Ninhursag, dünyanın tanrıçasıydı. Eridu'da E'saggila tapınağı bulunurdu. Sümer kökenlidir.
- Aşur, Asur'un baş tanrısıdır. Bir tür hava tanrısı olan Aşur yine Asur kökenlidir, tapınağı Asshur kentinde bulunurdu.
- Ninlil, Sümer yaratıcı tanrıça. Nippur'daki E'kur tapınağı.
- Inanna, Sümer aşk ve savaş tanrıçası. Uruk'taki E'anna tapınağı.
- Marduk, Babil'in baş tanrısı. Babil'deki E'saggila tapınağı.
- Nanna (Sümer) veya Sin (Babil), ay tanrısı, E'hursag tapınağı, Ur.
- Utu (Sümer) veya Şamaş (Babil), güneş tanrısı, E'barbara tapınağı, Sippar.
- Ninurta, Sümer kökenli ve Pan-Mezopotamyalı olmuş bir tanrıdır. Nippur'un tanrısı olsa da Lagaş da kült merkezlerindendi.