Sa pagbagsak ng Nineveh, ang Babylonia ay naging makapangyarihan. Ang mga Chaldean, sa pamamatnubay ng kanilang malakas na hari na si Nebuchadneszzar, ay nagtatag ng Imperyong Chaldean sa pamamagitan ng pagsakop sa fertile crescent. muling itinayo ni Nebuchadnezzar ang Babylon at pinaganda niya ito nang husto. Ang kanyang palasyo ay napapalibutan ng mga hardin sa mga terasa na pamoso sa tawag na Hanging Gardens.

           

          Ang mga Chaldean ay nagpakita ng kaalaman sa astronomiya. Kanilang pinag-aralan ang mga bituin, araw, buwan at mga planeta. Kahit walang mga teleskopyo at ibang instrumento sa pagtatala ng mga galaw ng mga heavenly bodies. 

          Naniwala rin ang mga Chaldean na posibleng masabi ang kinabukasan sa pamamagitan ng pagaaral ng mga bituin. Ang galaw ng mga bituin ang kanilang naging basehan sa paggawa ng mga mahahalagang desisyon.

            Sa pagkamatay ni Nebuchadnezzar noong 562 BK, ang Imperyong Chaldean ay bumagsak. Ito ay napalitan ng Imperyong Persian.