Значительно большее научное значение, чем свидетельства античных авторов и памятники материальной культуры, имеют документальные источники, надписи, сделанные при помощи особой системы клинообразной письменности, которая преобладала в древности во всей Передней Азии. Найденные в огромном количестве в дворцовых и храмовых архивах клинообразные надписи, начертанные чаще всего на глиняных табличках, фиксируют самые разнообразные факты хозяйственной, общественной, политической и культурной жизни народов древней Месопотамии и поэтому дают возможность изучить историю и культуру этих народов.
Первые зарисовки клинообразных надписей привёз в Европу в XVII в. итальянский купец и путешественник Пьетро делла Балле, который скопировал эти надписи со стен Персепольского дворца персидского паря Дария. Однако в течение долгого времени европейские учёные не могли прочесть эти надписи. Первые попытки дешифровать клинопись были сделаны датчанином Карстеном Нибуром в конце XVIII в. Опубликовав несколько более или менее точных зарисовок клинообразных надписей, Нибур приступил к их дешифровке. Однако Нибуру не удалось выполнить этой задачи. Он мог лишь установить, что клинообразные надписи писались при помощи трёх систем письменности и что наиболее простая из них состоит из 42 алфавитных знаков.
Больших успехов в дешифровке клинописи достиг учитель геттингенской гимназии Гротефенд (1775—1853 гг.). Исходя из предположений, сделанных ещё его предшественниками, что косой клин является разделительным знаком и что в алфавитной персепольской надписи одна группа знаков обозначает титул царя, Гротефенд предположил, что вся надпись в целом составляет титулатуру двух персидских царей. Благодаря целой цепи остроумных догадок Гротефенду удалось прочесть в этой надписи имена двух персидских царей из династии Ахеменидов, а именно Дария и Ксеркса, а также имя Гистаспа, отца Дария. Таким образом, Гротефенд сумел правильно разобрать девять алфавитных знаков древнеперсидской клинописи и тем положил начало дешифровке клинообразных надписей. Правильность этой дешифровки подтвердилась впоследствии разбором четырёхъязычной надписи, в которой имя Ксеркса было начертано клинописью и тут же египетскими гиероглифами, при помощи которых имя Ксеркса транскрибировано в форме, очень близкой к клинописной (Кшаярша). Работу Гротефенда, открытие которого далеко не сразу было принято учёным миром, продолжали Лассен и Бюрнуф, определившие остальные знаки древнеперсидского алфавита. В работе Бюрнуфа, вышедшей в 1836 г., даётся правильное чтение 34 алфавитных знаков древнеперсидской письменности.
Большой материал для проверки правильности этой дешифровки персидской клинописи и для дальнейшего развития новой науки, получившей впоследствии название ассириологии, дали работы английского путешественника Г. Роулинсона. Роулинсон в Персии в 1835 г. скопировал ряд клинообразных надписей и среди них знаменитую Бехистунскую надпись, высеченную на высокой неприступной скале. Тщательно изучив эти надписи, Роулинсон, ещё ничего не зная о дешифровке Гротефенда, правильно определил 18 алфавитных знаков персидской клинописи. Собранный Роулинсоном богатый материал дал возможность приступить к разбору и двух остальных систем клинообразной письменности. Роулинсону и Норрису удалось разобрать около 200 знаков второй системы, которая оказалась силлабической письменностью, служившей для начертания новоэламских надписей. Третья система клинописи была дешифрована Роулинсоном, Хинксом и Оппертом, которые установили в ней наличие свыше 200 силлабических знаков и некоторого количества идеограмм, применявшихся наряду со слоговыми знаками. Изучение этих надписей показало, что они написаны на языке, который принадлежит к группе семитских языков. Впоследствии была дешифрована и система ассирийской слоговой клинописи, близкой к вавилонской, и, наконец, наиболее древний тип клинописи, возникший у древнейшего населения Южной Месопотамии, так называемых шумерийцев. Очевидно, что клинопись раньше всего возникла именно у шумерийцев, а затем была от них заимствована вавилонянами, которые её в свою очередь передали ассирийцам, а через них древним персам.