張衡是一位具有多方面才能的科學(xué)家。他的成就涉及到天文學(xué)、地震學(xué)、機(jī)械技術(shù)、數(shù)學(xué)乃至文學(xué)藝術(shù)等許多領(lǐng)域。

　　張衡在天文學(xué)方面有兩項(xiàng)最重要的工作——著《靈憲》，作渾天儀。此外，在歷法方面也有所研究。

　　《靈憲》是張衡有關(guān)天文學(xué)的一篇代表作，全面體現(xiàn)了張衡在天文學(xué)上的成就和發(fā)展。原文被《后漢書(shū)·天文志》劉昭注所征引而傳世。文中介紹的天文學(xué)要點(diǎn)如下：

　　他認(rèn)為宇宙是無(wú)限的，天體的運(yùn)行是有規(guī)律的；月光是日光的反射，月蝕起因于地遮日光，月繞地行且有升降。他認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)運(yùn)行(應(yīng)是地球公轉(zhuǎn))的某些規(guī)律，正確解釋了冬季夜長(zhǎng)、夏季夜短和春分、秋分晝夜等時(shí)的起因。他指出在中原可以見(jiàn)到的星有2500個(gè)，與今人所知略近。他經(jīng)過(guò)對(duì)某些天體運(yùn)轉(zhuǎn)情況的觀測(cè)，得出一周天為三百六十五度又四分度之一的結(jié)論，與近世所測(cè)地球繞日一周歷時(shí)365天5小時(shí)48分46秒的數(shù)值相差無(wú)幾。

博通經(jīng)籍
　　張衡的家族世代為當(dāng)?shù)氐拇笮铡Ｋ淖娓笍埧?，自小志高力行，被人稱為圣童，曾把家傳余財(cái)數(shù)百萬(wàn)讓給他的侄子。光武帝劉秀登基后張堪被任命為蜀郡太守，隨大司馬吳漢討伐割據(jù)益州的公孫述，立有大功。其后又領(lǐng)兵抗擊匈奴有功，被拜為漁陽(yáng)太守。曾以數(shù)千騎兵擊破匈奴來(lái)犯的一萬(wàn)騎兵。此后在他的任期內(nèi)匈奴再也沒(méi)有敢來(lái)侵?jǐn)_。他又教人民耕種，開(kāi)稻田八千頃，人民由此致富。所以，有民謠歌頌他說(shuō)：“張君為政，樂(lè)不可支。”張堪為官清廉。伐蜀時(shí)他是首先攻入成都的，但他對(duì)公孫述留下的堆積如山的珍寶毫無(wú)所取。蜀郡號(hào)稱天府，但張堪在奉調(diào)離蜀郡太守任時(shí)乘的是一輛破車，攜帶的只有一卷布被囊。

　　張衡像他的祖父一樣，自小刻苦向?qū)W，少年時(shí)便會(huì)做文章。16歲以后曾離開(kāi)家鄉(xiāng)到外地游學(xué)。他先到了當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)文化中心三輔（今陜西省西安市一帶）地區(qū)。這一地區(qū)壯麗的山河和宏偉的秦漢古都遺址給他提供了豐富的文學(xué)創(chuàng)作素材。以后又到了東漢都城洛陽(yáng)。在那兒，他進(jìn)過(guò)當(dāng)時(shí)的最高學(xué)府太學(xué)，結(jié)識(shí)了后來(lái)著名的學(xué)者崔瑗，與他結(jié)為摯友。張衡興趣廣泛，自學(xué)《五經(jīng)》，貫通了六藝的道理，而且還喜歡研究算學(xué)、天文、地理和機(jī)械制造等。但在青年時(shí)期，他的志趣大半還在詩(shī)歌、辭賦、散文上，盡管他才高于世，卻沒(méi)有驕傲之情。平常從容淡泊，不喜歡與俗人相交。

步入仕途
　　漢和帝永元（89年—105年）年間，張衡被推舉為孝廉，但他沒(méi)有接受，公府幾次征召也不到。當(dāng)時(shí)，國(guó)家太平日久，自王侯以下，沒(méi)有不奢侈過(guò)度的。張衡于是仿照班固的《兩都賦》，殫精竭思十年，才作成《二京賦》，用以諷諫朝廷。大將軍鄧騭欣賞張衡的才華，多次征召他，張衡都不應(yīng)命。

　　公元100年（永元十二年），張衡應(yīng)南陽(yáng)太守鮑德之請(qǐng)，作了他的主簿，掌管文書(shū)工作。八年后，鮑德調(diào)任京師，張衡即辭官居家。

職掌太史
　　張衡擅長(zhǎng)機(jī)械，特別用心于天文、陰陽(yáng)、歷算。平常喜愛(ài)揚(yáng)雄的《太玄經(jīng)》，對(duì)崔瑗說(shuō)：“我看《太玄》，才知道子云（揚(yáng)雄字）妙極道數(shù)，可與《五經(jīng)》相比，不僅僅是傳記一類，使人論辯陰陽(yáng)之事，漢朝得天下二百年來(lái)的書(shū)啊。再二百年，《太玄經(jīng)》就會(huì)衰微嗎？因?yàn)樽髡叩拿\(yùn)必顯一世，這是當(dāng)然之符驗(yàn)。漢朝四百年之際，《玄》學(xué)還要興起來(lái)的呢?！睗h安帝早就聽(tīng)說(shuō)張衡善術(shù)學(xué)，公元111年（永初五年），張衡被朝廷公車特征進(jìn)京，被拜為郎中，再升任太史令。于是研究陰陽(yáng)，精通天文歷法，制作渾天儀，著有《靈憲》、《算罔論》，寫(xiě)得較為詳細(xì)明白。雖然在漢順帝即位初年再調(diào)動(dòng)它職，但后來(lái)又任太史令，張衡任此職前后達(dá)14年之久。他許多重大的科學(xué)研究工作都是在這一階段里完成的。

　　張衡不慕當(dāng)世的功名富貴，擔(dān)任官職，往往多年都不得遷升。自從離開(kāi)史官的職務(wù)五年后，又回到原職。于是設(shè)客問(wèn)體，作《應(yīng)問(wèn)》來(lái)表明自己的心跡。當(dāng)時(shí)，政事漸衰，宦官干政。張衡于是上疏陳事，勸諫順帝。

外出國(guó)相
　　公元133年（陽(yáng)嘉二年），張衡升任侍中，順帝任用他在自己身邊對(duì)國(guó)家的政事提出意見(jiàn)。順帝曾詢問(wèn)張衡天下所痛恨的人?；鹿賯兒ε滤f(shuō)自己的壞話，都用眼睛瞪著他，張衡便用一些不易捉摸的話回答后出來(lái)了。但宦官還是擔(dān)心張衡以后會(huì)成為他們的禍害，于是群起毀謗張衡。張衡常想著如何立身行事。認(rèn)為吉兇禍福，幽暗深微，不易明白，于是作《思玄賦》，以表達(dá)和寄托自己的情志。

　　公元136年（永和元年），張衡被外調(diào)任河間王劉政的國(guó)相。劉政驕奢淫逸，不遵法紀(jì)；又有不少豪強(qiáng)之徒，糾集在一起做亂。張衡到任后，嚴(yán)整法紀(jì)，打擊豪強(qiáng)，暗中探得奸黨名姓，一時(shí)收捕，上下肅然，他為政以清廉著稱。任職三年后，張衡上書(shū)請(qǐng)求辭職歸家，被征召拜為尚書(shū)。

　　公元139年（永和四年），張衡逝世，享年六十二歲。

　　公元1009年（宋徽宗大觀三年），張衡因算學(xué)方面的成就被北宋追封為西鄂伯。

　　后世稱張衡為“木圣”科圣）。為了紀(jì)念張衡的功績(jī)，聯(lián)合國(guó)天文組織于1970年將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”，又于1977年將小行星1802命名為“張衡星”，2003年，國(guó)際小行星中心為紀(jì)念張衡及其誕生地河南南陽(yáng)，將小行星9092命名為“南陽(yáng)星”。