Império Neobabilônico, também conhecido como Segundo Império Babilônico (português brasileiro) ou Babilónico (português europeu) e historicamente conhecido como Império Caldeu, é a denominação para uma época de 626 a.C. a 539 a.C.,em que os caldeus dominaram a região, neste tempo governou Nabucodonosor II e outros até sua conquista pelo Império Aquemênida.
Após os caldeus terem derrotado os assírios, a Babilônia passou a ser dominada pelos caldeus. Com a morte do rei assírio Assurbanípal (r. 690–627 a.C.), o governante da Babilônia, Nabopolassar (r. 625–605 a.C.), reafirmou alianças com os povos medos e concretizou a derrota Assíria. Com a destruição de Nínive, surgiu o intitulado Segundo Império Babilônico pois foi o segundo império, após a queda do Império Paleobabilônico que teve como capital, a cidade de Babilônia. Este foi de 604 a 561 a.C.
No início do reinado do rei neo-assírio Sinsariscum, o oficial ou general do sul Nabopolassar revoltou-se em meio à contínua instabilidade política na Assíria, causada por uma breve guerra civil anterior entre Sinsariscum e o general Sin-shumu-lishir. Em 626 a.C., Nabopolassar atacou e tomou com sucesso as cidades da Babilônia e Nipur. A resposta de Sinsariscum foi rápida e decisiva; em outubro daquele ano, os assírios tinham recapturado Nipur e sitiado Nabopolassar na cidade de Uruque. No entanto, Sinsariscum não conseguiu capturar a Babilônia, e Nabopolassar resistiu ao cerco de Uruque, repelindo o exército assírio.
Em novembro de 626 a.C., Nabopolassar foi coroado Rei da Babilônia, restaurando a Babilônia como um reino independente após mais de um século de domínio assírio direto. O rei assírio teve pouco sucesso nas suas campanhas no norte da Babilônia de 625 a 623 a.C., enquanto Der e outras cidades do sul se juntaram a Nabopolassar. Sinsariscum liderou um contra-ataque massivo em 623 a.C. que parecia estar a caminho da vitória, mas ele teve que abandonar a campanha quando uma revolta na Assíria ameaçou o seu trono em casa.
Isto deixou os babilônios livres para conquistar as últimas sedes de poder assírias restantes na Babilônia de 622 a 620 a.C. Tanto Uruque como Nipur, cidades que mais alternaram entre o controle assírio e babilônico, estavam firmemente nas mãos dos babilônios em 620 a.C., e Nabopolassar havia consolidado o seu domínio sobre toda a Babilônia. Após novas conquistas babilônicas e novos fracassos por parte de Sinsariscum, apesar do apoio militar da Vigésima Sexta Dinastia do Egito, o Império Assírio começou rapidamente a desmoronar.
Em outubro ou novembro de 615 a.C., os Medos sob o rei Ciaxares, também antigos inimigos da Assíria, entraram no império cambaleante e tomaram o distrito de Arrapha; em julho ou agosto de 614 a.C., atacaram as cidades de Kalhu e Nínive, e finalmente sitiaram Assur, a antiga capital religiosa da Assíria. O cerco foi bem-sucedido e a cidade sofreu um saque brutal. Nabopolassar chegou a Assur depois de o saque ter começado e encontrou-se com Ciaxares, aliando-se a ele e assinando um pacto anti-assírio. Em abril ou maio de 612 a.C., no início do 14º ano de Nabopolassar como Rei da Babilônia, o exército combinado medo-babilônico marchou sobre a capital assíria de Nínive. De junho a agosto, sitiaram a cidade e, em agosto, abriram brechas nas muralhas, levando a outro saque longo e brutal, durante o qual se presume que Sinsariscum tenha morrido. O sucessor de Sinsariscum, Assurubalite II, o último rei da Assíria, foi derrotado em Harrã em 609 a.C. O Egito, aliado da Assíria, continuou a guerra contra a Babilônia por mais alguns anos, antes de ser decisivamente derrotado pelo príncipe herdeiro de Nabopolassar, Nabucodonosor II, em Carquemis em 605 a.C.
Nabucodonosor II sucedeu a Nabopolassar em 605 a.C. após a morte de seu pai. O império que ele herdou estava entre os mais poderosos do mundo, e ele rapidamente reforçou a aliança de seu pai com os medos ao casar-se com a filha ou neta de Ciaxares, Amitis. Algumas fontes sugerem que os famosos Jardins Suspensos da Babilônia, uma das Sete Maravilhas do Mundo Antigo, foram construídos por Nabucodonosor para a sua esposa para lembrá-la de sua terra natal (embora a existência destes jardins seja debatida). O reinado de 43 anos de Nabucodonosor trouxe consigo uma era de ouro para a Babilônia, que se tornou o reino mais poderoso do Oriente Médio.
As campanhas mais famosas de Nabucodonosor hoje são as suas guerras no Levante. Estas campanhas começaram relativamente cedo no seu reinado e foram conduzidas principalmente para consolidar o seu império através da incorporação dos reinos e cidades-estado recém-independentes que tinham sido vassalos do derrotado Império Neo-Assírio. A sua destruição de Jerusalém em 587 a.C. acabou com o Reino de Judá e dispersou a sua população, com muitos dos seus cidadãos de elite levados como prisioneiros para a Babilônia, iniciando um período conhecido como o Cativeiro Babilônico. Nabucodonosor subsequentemente sitiou Tiro por 13 anos. Embora não tenha capturado a cidade, invulnerável numa ilha a 800 metros da costa que não poderia ser tomada sem apoio naval, ela eventualmente rendeu-se a ele em 573 a.C., concordando em ser governada por reis vassalos. Tiro nunca foi capturada até ao cerco de Alexandre, o Grande em 332 a.C.
É possível que Nabucodonosor tenha feito campanha contra o Egito em 568–567 a.C., dado que uma inscrição babilônica fragmentária, dada a designação moderna BM 33041, daquele ano registra a palavra "Egito", bem como possivelmente traços do nome "Amásis" (o nome do faraó então em exercício, Amásis II, 570–526 a.C.). Uma estela de Amásis do 4º ano do seu reinado em 567 a.C., também fragmentária, também pode descrever um ataque combinado naval e terrestre pelos babilônios. Evidências recentes sugerem que os babilônios foram inicialmente bem-sucedidos durante a invasão e ganharam uma posição no Egito, mas foram repelidos pelas forças de Amásis. As evidências para esta campanha são escassas, e os historiadores acreditam que, se Nabucodonosor lançou outra campanha, ele não teve sucesso. (No entanto, alguns sugeriram que Nabucodonosor veio para derrotar Ápries, com as forças combinadas de Amásis e Nabucodonosor conseguindo matá-lo, garantindo o trono de Amásis, embora como um rei vassalo.)
Além de suas proezas militares, Nabucodonosor foi um grande construtor, famoso pelos seus monumentos e obras de construção em toda a Mesopotâmia, como a Porta de Istar da Babilônia e a Rua Processional. Sabe-se que ele renovou completamente pelo menos 13 cidades, mas gastou a maior parte de seu tempo e recursos na capital, a Babilônia. Por volta de 600 a.C., os babilônios e possivelmente os seus povos subjugados viam a Babilônia como o centro literal e figurativo do mundo. Nabucodonosor alargou a Rua Processional e equipou-a com novas decorações, tornando o Festival de Ano Novo anual, homenageando a divindade padroeira da cidade, Marduque, mais espetacular do que nunca.
Depois de Nabucodonosor II, o império caiu em turbulência política e instabilidade. O seu filho e sucessor, Amel-Marduque, reinou por apenas dois anos antes de ser assassinado em um golpe pelo influente cortesão Neriglissar. Neriglissar era um simmagir, governador de uma das províncias do leste, e esteve presente durante várias das campanhas de Nabucodonosor. De forma importante, Neriglissar também era casado com uma das filhas de Nabucodonosor e, assim, estava ligado à família real. Possivelmente devido à idade avançada, o reinado de Neriglissar também foi curto, com algumas de suas poucas atividades registradas sendo a restauração de alguns monumentos na Babilônia e uma campanha na Cilícia. Neriglissar morreu em 556 a.C. e foi sucedido por seu filho menor de idade, Labasi-Marduque. O reinado de Labasi-Marduque foi ainda mais breve: ele foi assassinado após apenas nove meses.
Os autores do assassinato, o influente cortesão Nabonido e o seu filho Belsazar, então tomaram o poder; apesar da turbulência no palácio, o império permaneceu relativamente calmo. Nabonido iniciou o seu reinado com deveres reais tradicionais: renovação de edifícios e monumentos, adoração aos deuses e guerra (campanha na Cilícia). Ele não era de ascendência babilônica, sendo originário de Harrã, na antiga Assíria, uma cidade dedicada ao deus da lua Sîn, o que pode ter antagonizado o clero babilônico. Nabonido também entrou em confronto com o clero quando apertou o controle do governo sobre os templos em uma tentativa de reformar a sua gestão.