东汉时期，我国不断地发生地震。根据历史记载，公元96年至125年的30年中，我国几乎连年发生地震。
特别是119年，洛阳附近地区连续发生两次大地震，波及35个郡，顷刻之间房倒屋塌，伴随着巨大的轰鸣声，地面裂开一尺来宽的大裂缝，人畜死伤无数。
在那个封建迷信的时代，一切天灾人祸都被人们认为是上天对人们的惩罚。况且地震又是灾中之首，爆发突然又毫无预感，几秒钟之内，山崩地裂，城市和村庄都变为废墟。
一旦什么地方发生了地震，地方官都要赶快报告朝廷，由太史令把情况记录下来，稍有迟误和差错，就会被判刑。
当时的太史令张衡是唯物论者，又多年从事科学研究，他不信什么鬼神，他认为地震与刮风下雨和电闪雷鸣一样，只不过是一种毁坏力比较大的自然现象。人们只是被动地记录地震的情况还不够，更重要的是要研究和掌握地震的规律，能够预测或尽早了解地震发生的地区，以减轻地震带给人类的灾难和损失。
张衡决心要在地震研究方面有所突破。为了掌握地震情报，得到比较完整的地震记录，他经过多次试验，终于在132年，发明并制造出了我国也是世界上第一架预测地震的仪器“地动仪”。
这架地震仪用精铜铸成，它直径8尺，形状像个大酒坛，坛顶上有个突出的盖子，可以打开，坛的下部雕刻着山龟鸟兽的花纹。坛的内部有一个中枢机械“都柱”，就是一根上粗下细的柱子。
柱子紧挨着8道机关，和这8道机关相连接的是仪器外围镶着的8条头朝下的龙，这8条龙的龙头分别对准东、东北、北、西北、西、西南、南和东南等8个方向。每个龙头的嘴里都衔着一个铜球，对准龙嘴蹲着8个铜蛤蟆，它们昂着头，张着嘴，仿佛期待着什么。
如果什么地方发生了地震，仪器中间的立柱就倒向震区所在的方向，随即触动那个方向的机关，连接在那个机关上的龙头就张开嘴巴，吐出铜球，铜球即掉进蛤蟆的嘴里，并发出“哐啷”的响声，告知人们震源的方向。
张衡研制的这台地动仪，相当灵敏和准确。138年的一天，地动仪正西方向的龙嘴突然张开，铜球准确无误地落到了蛤蟆嘴里，管理人员随即报告“西方发生地震”。但当时住在洛阳的人们丝毫没有感觉到，人们便开始怀疑它的准确性。但是没过几天，便有人从陇西赶来报告，说那里发生了地震。
后来经过核对，时间正是龙头吐球之时，人们这才信服了地动仪，赞叹它的灵敏性和准确性，千里之外发生地震，居然能预测得如此准确！说明这台地动仪的精密程度已达到了相当高的水平。
张衡的地动仪，是世界上最早的预测地震仪器，它比欧洲利用水银溢流记录地震仪器早了1700多年。张衡发明的地动仪，也是人类历史上用科学方法预测地震的开始，它揭开了地震科学的新纪元。
