張衡的祖先是南陽的壹個貴族家庭，《後漢書》中有他的祖父張堪的傳記。張堪是壹個具有優秀品格和學識的人。他年輕時曾“讓先父擁有百萬家財和兄弟”。因為品德好，十六歲被推薦到首都長安讀書。他勤奮好學，被北京的學者譽為“聖子”。劉秀起和張堪帶領全家，為東漢政權的建立做出了貢獻。東地動儀漢朝建立後，官至蜀郡知府、漁陽知府(今北京密雲縣西南)。作為壹個清官，張死後家道急劇衰落。張衡的父親沒有看到史記。也許他從未做官，英年早逝。
張衡年輕時家境貧寒，經歷了許多磨難，激勵他努力學習。張衡“有才、敏、好學”，聰明絕頂。十幾歲就能寫出好文章。17歲入三福讀書，後東去中國首都洛陽。他在國子監教書，以經學大師賈逵為師。“他學五經，練六藝”，儒家的學經濟世思想成為他的指導思想。但此時政事歸外戚，宦官得勢，朝政日漸腐敗。所以“養孝不好，連建府也不好。”就在這個時候，巴爾德當上了南陽太守。巴爾德“有編年史之節名”，重視儒學，所以當巴爾德邀請張衡為主簿時，張衡欣然接受。因為誌趣相投，合作愉快，服務了九年，直到寶德被召喚去拜西農學長才離開。
張衡早期對文學感興趣。從二十三歲開始，他模仿班固的《雙城賦》，用十年時間創作了著名的《雙城賦》。“天下久忍，在諸侯之下是浪費。”張衡《第二京賦》的目的主要是“諷諫”。在賦中，他譴責和揭露了封建統治階級無恥奢靡的腐朽統治，並對人民表示了壹定的同情。雖然過去大福也講諷刺和勸誡，但往往是勸百人諷刺壹個，試圖諷刺和反駁。《二井賦》中的諷刺建議直截了當。如《賦》中說:“今公子善於抑民為樂，忘民之怨為仇；好東西被窮慣了，突然叛逆導致煩惱。夫水載舟，故曰覆舟。”用來警告統治者不要奢靡，危害人民，否則會引起人民的反抗，顯示張衡進步的政治觀點。《二井賦》因其華麗的辭藻和豐富的感情，被前人評論為漢賦的代表作，是“漢賦的極限軌跡”。當然，張衡在文學史上的地位也是由第壹首抒情詩《歸天府》和《四》之後的系詞《七言之祖》確立的。
張衡最大的科學貢獻在天文學。安帝雍五年(111)，34歲的張衡再次被當地官員推薦，來到首都洛陽，被任命為大夫。在此期間，他精讀了楊雄的《太玄經》，撰寫了《太玄經註》，並繪制了《太玄圖》。《玄晶》不僅是壹部哲學著作，還涉及天文和歷法的知識。通過深入研究，張衡逐漸將興趣和研究轉向自然科學，尤其是天文學。元元年(115)，張衡升為太史令。太史令的職責主要是掌管政府檔案、文件，掌管。《天氣、星宿、歷法》為朝廷的祭祀儀式選擇“良辰吉日”，記載各地的災害和吉祥事件。張衡本“聰明伶俐，尤思天文、陰陽、歷法”，所以對這部著作很感興趣。他擔任太史令十四年。在這部著作中，張衡對天文和歷法的研究更加深入和廣泛，為科學事業做出了不朽的貢獻。
張衡在天文學上的成就之壹，就是寫出了世界天文學史上不朽的理論巨著《靈憲》。他從哲學概括的理論高度，闡述了天地的生成和結構，日月星辰的本質和運動。比如說“月色生於太陽，靈魂生於太陽，日有所光，日有所光”，說明月亮因太陽照射而發光，月亮對著太陽變成滿月，月亮藏起來不見。張衡還首次解釋了月食形成的原因，認為月食的形成是因為月球進入地球的影子沒有被太陽光反射。他還描述了星宿的數量，“常悟者二十四，能名者三百二十，為二千五百星”，並畫了壹幅關於星宿位置的靈憲法圖。這是中國最早的星圖。張衡的《靈憲》進壹步發展了中國古代天文學理論。據蔡邕介紹，東漢時期有三種學說，即遮天說、濁天說、宣天說。遮天論是從古代的“天是圓的，地是圓的”理論發展而來的這壹理論認為，天是圓的，地是方的，地被天遮住。天體在地面以上運動，日月星辰附著在天幕上，隨天空旋轉。“渾天說”認為天地壹體，天如蛋殼，地如蛋黃，居於其中，日月星辰在蛋殼上不斷轉動。《田璇說》認為天空沒有壹定的形狀，日月星辰都懸浮在天空中。張衡通過觀察天象，認為渾天學說更符合實際。他認為“天體圓如彈丸，地黃如雞，獨活，有大有小；天上有水，天上有地，地上還蓋著殼，裹著黃。天地袖手旁觀氣，隨水飄。”元四年(117)，張衡根據渾天說，並參考西漢天文學家羅、耿壽昌等人創造的渾天儀，用純銅制作了演示天象的渾天儀。
據記載，渾天儀是壹個可旋轉的空心球體。鐵軸穿過球的中心，球可以繞著鐵軸旋轉。鐵軸和球體的兩個交點代表北極和南極。球體上刻有28個星座和其他星星。球的周圍有幾個圈，即地平圈、子午圈、黃道圈和赤道圈。黃道與赤道的交點為24度，上面刻有24個節氣，從冬季至日開始分為365又四分之壹度。同時；還有就是通過滴水帶動儀器旋轉，讓天文現象顯示在儀器上。渾儀制成後，張衡撰寫了《渾儀註》和《漏渾儀註》，闡述其原理和用途。
古代山水畫鑒賞《晉書·田文誌》形象地解釋了張衡渾儀的示範作用:“張做了壹個青銅渾儀，在密室裏化為漏壺，令侍者關門，主張。等待它的人告訴靈臺的天空觀察者，壹顆星星剛剛看到它，壹顆星星被擊中，壹顆星星消失了。他們都像壹個組合。”也就是說，由於這些天象與天體的運行非常相似，所以人們只要在屋內觀察“渾天儀”的轉動，就能壹眼看到天體的運動。
張衡研制的“渾天儀”後來失傳了，但因為他保存了壹本書《渾天儀註釋》，後來科學家根據書中所述的原理復制了這個“渾天儀”。復制的“渾天儀”現在在北京中國歷史博物館。
安帝建光元年(121)，張衡調任公車司馬陵，司馬陵是魏國官員，地位高於太史陵。然而，仕途是多變的。在舜帝永久建築的第壹年(126)，它變成了壹個官方命令。這當然是壹種不愉快的仕途，所以當時的人認為這種“不思進取之風”是失去誌氣的表現。張衡持“成功無止境(美)，失敗大方(恥)”的態度，並模仿東方朔的“難答壹客”來表達對此事的看法。他在文章中說:“君子不患位不尊，患德不尊，患魯不合作，患知不足。”他說“天王高懸，求之無益。”在未能達成他的命運的情況下，他應該“服從真理，保持忠誠...和平地生活。”和以前壹樣，他在太史嶺的崗位上繼續他的科研工作。
據《後漢書·五行誌》記載，永元四年(92年)至嚴光四年(125年)三十年間，中國年年發生地震，太史令的職責之壹就是收集各地的地震情況。尤其是元朝六年(119)，洛陽連續發生兩次大地震，造成的破壞最大。房屋倒塌，人畜死亡，波及數十個縣。壹些人將地震描述為上帝的行為，試圖為預言迷信創造基礎。為了掌握自然規律，破除迷信，張衡對此進行了認真研究，並於陽嘉元年(132)設計制造了世界上第壹臺可以記錄地震、掌握地震信息的“地動儀”。張衡今年五十五歲。
《後漢書·張衡傳》對地動儀的形制有描述:“用精銅制成，圓徑八尺，蓋有凸起，形似酒瓶(聲尊)，飾山龜、鳥獸之形，有篆書。其中全是柱子，八路，發動機熄火。外面有八條龍，第壹條是銅丸，下壹條是蛤蟆。他們的牙齒制作巧妙，都藏在雕像裏，涵蓋範圍很廣。如果有地震，雕像會震動龍，機器會吐藥丸，蛤蟆會抱著它。震動太刺激了，服務員都察覺到了。易龍雖發動引擎，但七歌不動，尋其方面是知震之地。”
古代山水畫賞析陽嘉年(133)四月、陽嘉年(135)十二月、永和年(137)四月、永和年(138)二月，京都接連發生地震，地震儀準確探測到。永和三年的壹天，面向西北的龍吐出銅球，但在洛陽，沒有人感到“地動山搖”。人們在談論地震儀的故障。過了幾天，又派人到洛陽報告說，前幾天隴西(今甘肅東南)發生了地震。查了壹下時間，正是地震儀上西北的水龍頭吐球的時刻。所以人們“都深信不疑。”今天，文物、考古、科學史專家對張衡的地動儀進行了復原和研究，認為其設計原理與現代地震儀器基本相同，但比歐洲早了1700多年！可見張衡的匠心有多偉大！
楊家二年(133)，張衡升任輔中。助理是九卿之壹的少府元老，俸祿2000石。“皇帝幕後引，諷刺左右”，所以可以直接聯系皇帝。這個位置讓張衡很不爽，因為他壹生經歷了張迪、何迪、尚迪、安迪、邵迪、舜帝。從何開始，這些皇帝都是早年繼位，宮廷事務由外戚和宦官把持。張衡對這種腐敗的政治局面不滿，多次出現在《論蜀》、《陳石蜀請禁圖之運動》、《史靜地震對策》中，要求改革政局，不僅沒有結果，還引起大臣們的嫉妒。在楊家的第二年，他寫信給舜帝，要求他辭去職務，在學術機構寫關於古代山水畫——東關的文章，但從未被允許。永和元年(136)遷都，成為河間相(相當於河間太守)。針對“王驕奢淫逸”、“驕奢淫逸，* * *不道德”的情況，他壹開始就下了車，即“統治威嚴，完善法度，知奸臣名姓。”當時集眾鳥，上下敬畏，謂之政。“執政三年後，他受到了人民的贊揚。永和四年(139)，調任京師任尚書。那壹年，這位62歲的大科學家在洛陽去世。
張衡的摯友崔元為他的墓碑題寫了壹段長長的碑文，高度評價了張衡壹生的成就:贊揚他在學習知識上的勤奮和努力，如“逝如流水，夜不歸宿”；稱贊他的科學成就為“窮天下之數，造化之所為”，可謂恰如其分，不為過。張衡不僅是中國古代傑出的科學家，而且在世界科學史上占有重要地位。他在文學、天文學、地震學和機械制造方面都取得了巨大的成就。解放後，郭沫若同誌在墓碑上題詞:“這樣全面發展的人物，在世界歷史上也是少有的。”為了紀念張衡在科學技術上的傑出貢獻，國際天文學界將月球背面的壹個環形山命名為“張衡環形山”。