公元117年，一台利用水力自动运转的大型天文仪器即“水运浑象”在东汉的京都洛阳制造成功了。仅仅只相隔了20年， 138年，安置在京都洛阳的又一台仪器即“候风地动仪”准确地报告了千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器观测地震的新纪元。
这两台著名仪器的发明者都是张衡。他是我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对我国古代的天文学、地震学和机械力学都做出了杰出的贡献。传说他还制造过指南车、记里鼓车等，因其机械制造水平很高，被还被尊称为“木圣”。
张衡于公元78年出生于南阳郡西鄂县，也就是今天河南省南阳市城北的一个破落的官僚家庭。他祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳太守，渔阳就在今天的河北省蓟县一带。
张衡幼年时候，他的家境已经衰落，有时还要靠亲友接济。“自古英才多贫贱，从来纨绔少伟男”，正是这种贫困的生活对他的成长起到了很好的激励作用。
当时的南阳是经济和文化都很发达的地区，有“南都”之称。张衡在环境的熏陶之下，加上他自幼刻苦好学的习惯，青少年时代就为后来要从事的文学和科学事业打下了良好的基础。
家中典籍已经不能满足张衡的求知欲望了。从16岁开始，他便离乡游学，广结学者名流。他曾到过汉朝故都长安一带，游览了当地名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情等。
后来他又到了当时的首都洛阳，就读于最高学府太学，并成为了学识比较渊博的学者。当时，地方上曾经推举他做“孝廉”，公府也多次想招聘他去做官，但都被他拒绝了。
张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究。他的文学作品很多，风格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《归田赋》；有的气势磅礴，广写景物，如《二京赋》；有的特色突出，独树一格，如《四愁诗》和《同声歌》等。公元100年，23岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿，掌管文书工作。
他在办理政务之余，潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材，前后花了近十年功夫，于107年写成了著名的文学著作《东京赋》和《西京赋》，合称为《二京赋》。
在文中，张衡以大量的篇幅无情揭露并讽刺了当时京师中帝王贵族“取乐今日，遑恤我后，既定且宁，焉知倾”的腐败寄生生活，反映了广大人民的心声，因而受到人民的欢迎而传诵至今。
后来，鲍德调任，张衡便辞职回家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人，几次邀请张衡作他的幕僚，以增强自己的势力。但都被张衡坚决地拒绝了。
在张衡34岁的时候，他的研究兴趣逐渐转到了哲学和自然科学方面。他很喜爱扬雄的哲学著作《太玄经》。《太玄经》的内容涉及天文、历法和数学等方面，这引起了他很大的兴趣。其中《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡很大的启发。
111年，张衡应征进京，先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职。其中担任太史令时间最长，前后达14年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律等事务的官员。他在任职期间，对天文历法进行了精湛研究。
汉朝时，关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种，即盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说创立最早，它认为天在上，地在下，天象一个半圆形的罩子，大地是平的，或者说天象一个倒扣着的盘子。浑天说主张天是浑圆的，日月星辰会转入地下。
至于大地，早期的浑天说认为大地是平的，东汉三国时期的陆绩等进一步提出了大地是球形的概念，使浑天学说臻于完备。宣夜说却认为天没有一定的形状，而是无边无际充满气体的空间，太阳、月亮还有金、木、水、火、土五大行星等都飘浮在气体中。
张衡根据自己对天体运行规律的认识和观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，在西汉耿寿昌发明浑天仪的基础上创制了一个能够精确表演浑天思想的“浑天仪”。他精通天文、历法，具有很强的革新思想，先后写出了《灵宪》、《灵宪图》和《浑天仪图注》等天文学著作，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。
张衡之所以能够在科学上做出杰出贡献，成为伟大的科学家，这和他坚持唯物观点、反对唯心主义和迷信思想有着密不可分的联系。张衡一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献，是我国古代伟大的科学家之一。他谦虚谨慎、勤学不倦，表现出了一丝不苟、精益求精、勇于进取的研究风格。而他不慕名利、不畏强权的高尚品德更值得我们学习。
为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”，将小行星1802命名为“张衡星”。
