張衡（78—139），字平子，河南南陽郡西鄂縣石橋鎮人（今河南省南陽縣城北五十裏）。石橋鎮西南有個鄂城寺，鄂城寺東邊相傳就是張衡的舊宅所在地，現在叫做“平子讀書臺”。
張衡的祖先為南陽望族，《後漢書》中有他祖父張堪的傳，張堪是個品學兼優的人，年輕時曾“讓先父余財數百萬與兄子”。由於品德美好，十六歲被薦舉到京城長安學習，他勤奮好學，被京城學者譽為“聖童”。劉秀起兵，張堪率全家相隨，為東漢政權的建立立下功勞。東地動儀漢建立後，官至蜀郡太守和漁陽（今北京密雲縣西南）太守。為官清廉，死後沒有留下什麽家財，張家家境急劇衰落。張衡的父親未見史書記載，可能是從未入仕，壯年故去。
張衡年幼時，家境清苦，經歷許多磨練，激發了他奮發學習的精神。張衡“天資睿哲，敏而好學”，聰慧過人。少年時就能寫得壹手好文章。十七歲時遊學三輔，隨後又東入京城洛陽，就教於太學，拜經學大師賈逵為師，“遂通五經，貫六藝”，儒家經世濟時的思想成了他立身處世的指導思想。但這時政歸外戚，權任宦官，朝政日趨腐敗。因此“舉孝廉不行，連辟公府不就”。正好此時鮑德出任南陽太守，鮑德“修誌節，有名稱”，又頗重儒術，所以當鮑德邀請張衡出任主簿時，張衡他欣然立承。由於兩人誌趣相投，合作多歡，壹任九年，直至鮑德被詔拜大司農才離去。
張衡早年的興趣在文學方面。他從二十三歲開始，以自己出外遊學的見聞為素材，模仿班固的《兩都賦》，花了十年時間，創作出著名的《二京賦》。“時天下承平日久，自王侯以下，莫不踰侈”，張衡做《二京賦》的目的，主要還是為了“諷諫”。在賦中，他譴責和揭露了封建統治階級的荒淫無恥，窮奢極欲的腐朽統治，對人民表示了某種程度的同情。過去的大賦雖然也講諷諫，但往往是勸百諷壹，欲諷反諛。《二京賦》的諷諫是切直無掩的，如賦中寫道：“今公子茍好剿民以蝓樂，忘民怨之為仇也；好殫物以窮寵，忽下叛而生憂也。夫水所以載舟，亦所以覆舟。”用以警告統治者不要窮奢極欲，殘害百姓，否則將要激起百姓的反抗，表現出張衡具有進步意義的政治主張。由於《二京賦》文辭華麗，感情充沛，被前人評論為集漢賦之大成，是“漢賦之極軌”。當然奠定張衡在文學史上地位的還有那篇開抒情小賦先河的《歸田賦》，以及被譽為七言之祖的《思玄賦》後的系辭。
張衡最大的科學貢獻，是在天文學方面。安帝永初五年（111），三十四歲的張衡又壹次被地方官推薦，來到京城洛陽，被任命為郎中。這期間，他精讀楊雄的《太玄經》，並寫下了《太玄經註解》，繪制了《太玄圖》。《太玄經》既是壹本哲學著作，也涉及天文、歷數的知識，張衡通過深入研究，逐步將興趣與研究轉到自然科學，特別是天文學方面。元初元年（115），張衡升任太史令。太史令的職責主要是掌管政府的檔案、文書，並主管。“天時、星、歷”，為朝廷的祭祀盛典等選擇“良辰吉日”和記錄各地發生的災異、祥瑞等工作。張衡本“善機巧，尤致思於天文、陰陽、歷算”，因此，對這項工作很感興趣。他擔任太史令，先後長達十四年之久。在這壹工作上，張衡更加深人、廣泛地研究了天文和歷算，對於科學事業做出了不朽的貢獻。
張衡在天文學方面的成就之壹是他撰寫了世界天文學史上的不朽理論名著《靈憲），從哲學概括的理論高度，闡述了天地的生成、結構、日月星辰的本質和運動。如說“月光生於日之所照，魄生於日之所蔽，當日則光盈，就日則光盡”，說明月亮發光是太陽照射的結果，月亮對照太陽則成滿月，背著太陽則月亮就隱而不見。張衡還第壹次解釋了月食形成的原因，認為月食是由於月球進人地影面未能受到日光反照形成的。他還記述了恒星的數字，“常明者百有二十四，可名者三百二十，為星二千五百”，並繪制有關星體位置的《靈憲圖》。這是我國最早壹張星體分布圖。張衡所作《靈憲》進壹步發展了我國古代天文學理論。關於宇宙天體結構，據蔡邕說東漢時曾有三個學說，即蓋天說、渾天說和宣天說。蓋天說是從古代“天圓地方”說發展而來的。此說認為天是圓的，地是方的，地為天所覆蓋。天體在地面以上運動，日月星辰附著於天蓋之上，隨天轉動。“渾天說”認為，天地是渾為壹體的，天像壹個蛋殼，地像蛋黃，居於其中，日月星辰都在蛋殼上不斷地轉動。“宣天說”則認為，天沒有壹定的形狀，日月星辰懸浮於天空之中。張衡通過觀察天象，認為渾天說比較符合實際。他認為“天體圓如彈丸，地如雞中黃，孤居於內，天大而地小；天表裏有水，天之包地，猶殼之，裹黃，天地各乘氣而立，載水而浮”。元初四年（117），張衡根據渾天說，並參考西漢天文學家落下閎、耿壽昌等人創造的渾天儀，用精銅制成演示天象用的渾天儀。
據記載，“渾天儀”是壹個可以轉動的空心球體。球體內有根鐵軸貫穿球心，球體可以繞鐵軸轉動。鐵軸和球面的兩個交點，代表北極和南極。球面刻有二十八宿及其他星辰。球外套有幾個圓圈，為地平圈、子午圈、黃道圈和赤道圈。黃道和赤道的交角為二十四度，上刻有二十四節氣，從冬至點起，分為三百六十五又四分之壹度。同時；又利用滴漏推動儀器轉動，使天文現象在儀器上表現出來。渾天儀制成後，張衡寫了《渾天儀圖註》和《漏水轉渾天儀註》，說明它的原理和使用。
古代風景畫鑒賞《晉書·天文誌》對張衡的渾天儀的演示效果曾有生動的說明：“張平子既作銅渾天儀於密室中以漏水轉之，令伺之者閉戶而倡之。其伺之者，以告靈臺之觀天者，曰：某星始見，某星已中，某星已沒。皆如合符也。”這就是說，由於這些天文現象的出沒，與天體運轉的情況十分相似，因此，人們只要在屋中觀察“渾天儀”的轉動，便能對天體運動壹目了然。
張衡研制的“渾天儀”後來失落了，但是由於他留有《渾天儀圖註》壹書，因此，後來科學工作者根據書中敘述的原理，把這個“渾天儀”復制出來。復制的“渾天儀”現存北京中國歷史博物館。
安帝建光元年（121），張衡轉為公車司馬令，這是衛尉的屬官，地位要比太史令為高。但仕途多變，順帝永建元年（126），又轉為太史令。這當然是官運不亨，所以當時人都認為這“非進取之勢”，乃失誌的表現。張衡對此抱著“得之不休（美也），不獲不吝（恥也）”的態度，仿照東方朔《答客難》作《應閭》表示自己對此事的看法。他在文中說：“君子不患位之不尊，而患德之不崇，不恥祿之不夥，而恥智之不博”，他表示“天爵高懸，得之在命，……求之無益”，在命運不達的情況下不能自暴自沈，而要“奉順敦篤，守以忠信……不見是而不恬，居下位而不憂”。他依然和以前壹樣，在太史令的崗位上，繼續進行他的科學研究。
據《後漢書·五行誌》記載，從和帝永元四年（92）到安帝延光四年（125）這三十年間，我國連年發生地震，收集各地的地震情況，是太史令的職責之壹。尤以元初六年（119）洛陽壹帶連續兩次大地震，為害最大，房屋倒塌，人畜死亡，波及數十個郡縣。有人把地震這壹自然災害說成是天意，妄圖為讖緯迷信制造根據。為了掌握自然規律和破除迷信，張衡對此精心研究，於陽嘉元年（132）設計制造了世界上第壹臺能記錄地震、掌握地震情報的“地動儀”。這年張衡五十五歲。
《後漢書·張衡傳》有地動儀形狀、構造的記述：“以精銅鑄成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒樽（音尊），飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱，傍行八道，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之，其牙機巧制，皆隱在尊中，覆蓋周密無際。如有地動，尊則振龍，機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖壹龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。”
古代風景畫鑒賞陽嘉二年（133）四月，陽嘉四年（135）十二月，永和二年（137）四月，永和三年（138）二月，京都連續發生地震，地動儀均準確無誤測到。永和三年的壹天，朝西北方向的龍吐出銅球，可是在洛陽，誰也沒感到“地動”。人們紛紛議論地動儀失靈。沒幾天該地派人到洛陽報告：隴西（今甘肅東南）幾天前發生了地震。經查對時間，正是地動儀上西北方的龍頭吐球的那個時辰。於是人們“皆服其妙”。今日文物考古、科學史專家曾對張衡地動儀作過復原和研究，認為它與現代地震儀器設計原理基本相同，但卻比歐洲早了壹千七百多年！可見張衡的奇思巧技是何等的偉大！
陽嘉二年（133），張衡被提升為侍中。侍中為九卿之壹少府的高級屬員，俸祿二千石，“帝引在帷幄，諷議左右”，可以直接接觸皇帝。此職使張衡不悅，因為他壹生經歷過章帝、和帝、殤帝、安帝、少帝、順帝。從和帝開始，這些皇帝均是幼年繼位，朝政由外戚、宦官反復傾軋把持，張衡不滿這種腐敗政局，曾多次上《論貢舉疏》、《陳事疏》、《請禁絕圖讖動》、《京師地震對策》等，要求順帝改革政局，不僅毫無結果，反招致大臣嫉恨。陽嘉二年，他上書順帝，要求辭官到學術機關古代風景畫——東觀專事著述，但始終未獲準。永和元年（136），他調出京城，任河間相（相當於河間太守）。他針對“國王驕奢”，“又多豪右，***為不軌”的情況，下車伊始，即“治威嚴，整法度，陰知奸黨名姓。壹時收禽，上下肅然，稱為政理”。任職三年就得到百姓稱頌。永和四年（139），他又被調到京城任尚書，當年，這位六十二歲的大科學家在洛陽與世長辭。
張衡的至交崔瑗為他的墓碑寫了長篇銘辭，對張衡壹生成就作了高度評價：稱贊他在研究學問方面的勤奮刻苦“如川之逝，不舍晝夜”；贊揚他的科學成就為“數術窮天地，制作侔造化”，可謂恰如其分，並不過譽。張衡不僅是我國古代壹位傑出科學家，而且在世界科學史上也占據著重要的地位。他在文學、天文學、地震學、機械制造學等方面都取得了前無古人的重大成就。解放後，郭沫若同誌在他的墓碑上題詞：“如此全面發展之人物，在世界史上亦所罕見。”為了紀念張衡在科技方面的卓越貢獻，國際天文學界把月球背面的壹座環形山命名為“張衡環形山”。