La mezopotamia mitologio estas la kolektiva nomo donita al la mitologioj de la mezopotamiaj civilizoj antaŭaj al la persa civilizo: sumera, akada, asiria kaj babilona.
La sumeranoj praktikis politeisman religion kun gedioj antropomorfaj kiuj reprezentis fortojn aŭ aliajn fenomenojn, kiel poste farus la greka civilizo. En ĝiaj kredoj establiĝis ke la gedioj origine kreis la homojn por ke ili estu iliaj servantoj, sed la gedioj liberigis la homojn kiam ili estis multegaj, ĉar ili pensis ke ili povus regi ilin pro la granda nombro.
Multaj historioj en la sumera religio estas preskaŭ identaj en aliaj religioj de Mezoriento. Ekzemple, la biblia rakonto pri la kreado de la homo, la kulturo de la elamanoj, samkiel la rakonto pri la tutmonda diluvo kaj la arkeo de Noa similas multe al la asiriaj historioj. La sumeraj gedioj havas similajn reprezentojn en la religioj akadaj, kanaanaj kaj en aliaj kulturoj. Kelkaj el la historioj kaj diaĵoj ankaŭ havas grekajn paralelaĵojn; ekzemple, la Malsupreniro de Inanna en la submondon (Irkalla) similas al la historio de Persefono.