Этимология русской формы названия города («Вавилон») связана с заимствованиями из греческой духовной и богослужебной литературы через посредство церковнославянского языка. В церковнославянском языке используется рейхлиново чтение древнегреческих имен собственных, в соответствии с которым в топониме Βαβυλών буква β произносится как [v], а буква υ — как [i]. В европейских языках преимущественно католического и протестантского мира за основу взят латинизированный вариант этого топонима, соответствующий эразмову чтению (Babylṓn).

Само древнегреческое название Βαβυλών, также как древнееврейское בָּבֶל (Babel) и арабское بابل‎‎ (Bābil), является попыткой иноязычной передачи того имени, которым сами вавилоняне называли свой город, а именно «Bābili(m)» (вавилонский диалект аккадского языка), что дословно (bāb-ili(m)) переводится как «врата бога»[8][9]; в аккадском также встречалась форма bāb-ilāni «врата богов». В западносемитских языках был возможен переход a > o, вследствие чего название bāb-ilāni получало форму bāb-ilōni; очевидно, что этот вариант с отпадением конечного гласного и послужил основой для греческого Βαβυλών.

Шумерским аналогом топонима Bābili(m) была логограмма KÁ.DINGIRKI или KÁ.DINGIR.RAKI[1], где KÁ — «ворота», DINGIR (в русской шумерологии пишется DIG̃IR) — «бог», RA — показатель датива, KI — детерминатив населённого пункта. Кроме того, в старовавилонский период встречалось смешанное написание: Ba-ab-DINGIRKI.

Учёные полагают, что название Bābili(m) стало результатом переосмысления более древней формы babil(a) в рамках народной этимологии[10]. Считается, что топоним babil(a) имеет несемитское происхождение[11] и связан с каким-то более древним, неизвестным языком, вероятно протоевфратским, но не исключено, что и с шумерским[8][9].

В Танахе название Вавилона пишется как בָּבֶל (Babel; в тивериадской огласовке — בָּבֶל Bāvel) и в Ветхом Завете интерпретируется как «смешение» (имеется в виду смешение языков согласно мифуо Вавилонском столпотворении); такая интерпретация связана с близким по звучанию древнееврейским глаголом בלבל bilbél «смешивать». В силу ряда причин, в том числе позднего и откровенно легендарного характера, эта трактовка не может быть привлечена для научного объяснения названия города и не воспринимается ассириологами всерьёз[12][13].