張恆的發明
張衡自幼就對文學有特殊的愛好和研究。他的文學作品很多，風格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《歸田賦》。有的氣勢磅礴，廣寫景物，如《二京賦》；有的特色突出，獨樹一格，如《四愁詩》、《同聲歌》等。 和帝永元十二年(公元100年)，二十三歲的張衡應邀回鄉出任南陽太守鮑德的主簿，掌管文書工作。並在辦理政務之餘，潛心於文學創作。他以遊學長安和洛陽的見聞作為素材，先後花了十年功夫，精心雕琢、反覆修改，於安帝永初元年(公元107年)寫成著名的《東京賦》和《西京賦》，總稱為《二京賦》，為人們廣為流傳，他畫的畫也很出色。
後來，鮑德調任，張衡便辭職回家。掌握朝政的皇親鄧騭為了籠絡士人，幾次派人邀請張衡作他的幕僚，以增強自己這一派的勢力。但張衡一方面厭惡外戚專權，一方面想專心鑽研學問，都堅決地拒絕了。
在張衡三十四歲的時候，他的研究興趣逐漸轉到哲學和自然科學 方面。他很喜愛揚雄的哲學著作《太玄經》。《太玄經》的內容涉及天文、曆法、數學等方面，引起了他很大的興趣。《太玄經》里的一些樸素的唯物主義觀點也給了張衡以很大的啟發。
安帝永初四年(公元111年)，張衡應徵進京，先後任郎中、太史令、公車司馬令等低、中級官職。其中擔任太史令時間最長，前後達十四年之久。太史令是主持觀測天象、編訂曆法、候望氣象、調理鐘律(計量和音律)等事務的官員。在他任職期間，對天文歷算進行了精湛的研究，做出了重大的貢獻。
漢朝時，關於天體運動和宇宙結構的學說已經出現了三種：蓋天說、渾天說和宣夜說。蓋天說又稱天圓地方說，認為天是圓的，像一把張開的傘，地是方的象一個棋盤；渾天說認為天地的形狀像一個雞蛋，天與地的關係就像蛋殼包着蛋黃；宣夜說認為天沒有一定的形質，日、月、五星(金、木、水、火、土五大行星)等都飄浮在氣體中。
張衡根據自己對天體運行規律的認識和實際觀察，認真研究了這三種學說，認為渾天說比較符合觀測的實際。他繼承和發展了前人的渾天理論，大膽地對天象提出了許多新的見解。
張衡在西漢耿壽昌發明的渾天儀的基礎上，根據自己的渾天說，創製了一個比以前都精確、全面的多的“渾天儀”。創製了一個能夠精確在表演渾天思想的“渾天儀”。
渾天儀是一個可以轉動的空心銅球。銅球外表刻有二十八宿和其他一些恆星的位置；球體內有一根鐵軸貫穿球心，軸的兩端象徵北極和南極。球體的外面裝有幾個銅圓圈，代表地平圈、子午圈、黃道圈、赤道圈，赤道和黃道上刻有二十四節氣。凡是張衡當時知道的重要天文現象，都刻在了渾天儀上。
為了使“渾天儀”能自動轉動，張衡又利用水力推動齒輪的原理，用滴壺滴出來的水力推動齒輪，帶動空心銅球繞軸旋轉。銅球轉動一周的速度和地球自轉的速度相等。這樣，人們坐在屋子裡，便能從渾天儀上看到天體運行的情況了。
從公元89年到140年，東漢都城洛陽和隴西一帶，共出現過三十三次地震。特別是公元119年，洛陽和其他地區連續發生了兩次大地震，促進了張衡加緊對於地震的研究。他終於在公元132年，發明並製造出了我國第一架測報地震的儀器——地動儀。
張衡製造的這台地動儀，相當靈敏準確。公元138年的一天，地動儀精確的測知距離洛陽一千多里的隴西發生地震，表明他的精密程度達到了相當高的水平。歐洲在1880年才製造出類似的地震儀，距張衡已經晚了一千七百多年。
在氣象學方面，張衡還創造了一種測定風向的儀器——侯風儀，又叫相風銅鳥。是在一根五丈高的桿頂安放一隻銜着花的銅鳥，可以隨着風向轉動。鳥頭所對的方向就是風向。這個儀器和歐洲裝在屋頂上的候風雞相似，但是后風雞是在十二世紀才出現的，比起張衡的候風儀晚了一千年。
張衡一生為我國的科學文化事業作出了卓越的貢獻，是我國古代偉大的科學 家之一。他謙虛謹慎、勤學不倦。“如川之逝，不舍晝夜”，幾十年如同一日，在所從事的事業中表現出了一絲不苟、精益求精、不畏強權、勇於進取的研究風格。而他不慕名利的高尚品德更值得我們學習。
永和四年(公元139年)，張衡請求告老還鄉不準，又被調到朝中做尚書，但只任職一年就與世長辭了，終年六十一歲。