东汉时期，也就是距今约一千八百多年前（公元117年），一台利用水力推动运转的大型天文仪器——“水运浑象”在东汉的京都洛阳制造成功。相隔二十年后（公元138年），安置在京都洛阳的又一台仪器——“候风地动仪”，准确地报告了西方千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器记录研究地震的新纪元。这两台著名仪器的发明者就是张衡——我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对中国古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献，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。

张衡，字平子，诞生于南阳郡西鄂县石桥镇一个破落的官僚家庭（今河南省南阳市城北五十里石桥镇）。张衡幼年时候，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。当时的南阳是经济和文化都很发达的地区。张衡在这样的环境熏陶下，加上他自幼刻苦好学，在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了基础。从十六岁开始，张衡便离乡游学，广结学者名流。后来他又到了当时的首都洛阳，就读于最高学府——太学，并成为学识比较渊博的学者。当时，官府也多次招聘他去做官，但都被他拒绝了。公元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，前后达十四年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律（计量和音律）等事务的官员。在他任职期间，对天文历算进行了精湛的研究，做出了重大的贡献。

汉朝时，关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种：盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说又称天圆地方说，认为天是圆的，像一把张开的伞，地是方的象一个棋盘；浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋，天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄；宣夜说认为天没有一定的形质，日、月、五星（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实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。而浑天说是最接近现代科学的，这说明，早在两千多年前，东汉的张衡的研究已经接近了现代科学的一些学说。

张衡在前人学说的基础上，根据自己的浑天说，创制了一个比以前都精确、全面的多的“浑天仪”。创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”。浑天仪是一个可以转动的空心铜球。铜球外表刻有二十八宿和其他一些恒星的位置；球体内有一根铁轴贯穿球心，轴的两端象征北极和南极。球体的外面装有几个铜圆圈，代表地平圈、子午圈、黄道圈、赤道圈，赤道和黄道上刻有二十四节气。凡是张衡当时知道的重要天文现象，都刻在了浑天仪上。为了使“浑天仪”能自动转动，张衡又利用水力推动齿轮的原理，用滴壶滴出来的水力推动齿轮，带动空心铜球绕轴旋转。铜球转动一周的速度和地球自转的速度相等。这样，人们坐在屋子里，便能从浑天仪上看到天体运行的情况了。

从公元*年到140年，东汉都城洛阳和陇西一带，共出现过三十三次地震。特别是公元119年，洛阳和其他地区连续发生了两次大地震，促进了张衡加紧对于地震的研究。他终于在公元132年，发明并制造出了我国第一架测报地震的仪器——地动仪。张衡制造的这台地动仪，相当灵敏准确。公元138年的一天，地动仪精确的测知距离洛阳一千多里的陇西发生地震，表明他的精密程度达到了相当高的水平。欧洲在1880年才制造出类似的地震仪，距张衡已经晚了一千七百多年。

在气象学方面，张衡还创造了一种测定风向的仪器——侯风仪，又叫相风铜鸟。是在一根五丈高的杆顶安放一只衔着花的铜鸟，可以随着风向转动。鸟头所对的方向就是风向。这个仪器和欧洲装在屋顶上的候风鸡相似，但是后风鸡是在十二世纪才出现的，比起张衡的候风仪晚了一千年。

公元139年，张衡请求告老还乡不准，又被调到朝中做尚书，但只任职一年就与世长辞了，终年六十一岁。

张衡一生所著的天文学著作，以《灵宪》最为著名。这是一部阐述天地日月星辰生成和它们的运动的天文理论著作，代表了张衡研究天文的成果。它总结了当时的天文知识，虽然其中也有一些错误，但还是提出了不少先进的科学思想和独到见解。张衡的另一部天文著作《浑天仪图注》里还测定出地球绕太阳一年所需的时间是“周天三百六十五度又四分度之一”，这和近代天文学家所测量的时间365天5小时48分46秒的数字十分接近，说明张衡对天文学的研究已经达到了比较高的水平。

张衡还是一位著名的文学家，他的《归田赋》、《二京赋》特色突出，独树一格。