张衡自幼敏而好学，多才多艺，以「一物不知，实以为耻；闻一善言，不胜其喜」的 态度求学治学。十五、六岁时，张衡就外出游学，他曾到汉朝故都长安一带，游览了当地的名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了 当时的首都洛阳，就读于最高学府──太学。张衡「读万卷书，行万里路」，同时也结交了许多学问好、有抱负的学者，像马融、窦章、王符、崔瑗等人，他们对于 张衡的为人、治学以及多元化的才能，都有相当大的影响。由于张衡勤奋好学，品德优秀，才华出众，官府竞相召他做官。但张衡思想开阔，不受传统观念的束缚， 举「孝廉」不就，官府召不行，他说：「君子不患位之不尊，而患德之不崇；不耻禄之不伙，而耻智之不博。」□
张衡通过在外六年的艰 苦求学，已成了一位名副其实的青年学者。当他学业有成之时，产生了想回家乡干点事业、报效家乡养育之恩的愿望。当时的南阳郡太守鲍德，是一个勤政为民、德 高望重的官员。他非常仰慕张衡的才华，诚恳地邀请张衡出任南阳郡主簿，帮助自己办理郡政。公元100年，张衡接受了鲍德的邀请，出任南阳郡主簿。在任的九 年间，他辅佐鲍德治理南阳，推广铁制农具，兴修水利，兴学办教，扩大教育，提高科技水平等，为南阳当时经济的繁荣和科教事业的发展做出了突出的贡献。
张 衡在帮助鲍德处理好郡政的同时，还利用闲暇时间，写出了许多优秀的文学作品，如《同声歌》、《定情赋》、《二京赋》、《南都赋》，其中最有名的是《南都 赋》和《二京赋》。《二京赋》为《东京赋》和《西京赋》的合称，是张衡以游学长安和洛阳的见闻作为素材，先后花了十年功夫，于安帝永初元年（公元107 年）写成的著名文学著作。文中，张衡以很大的篇幅无情揭露讽刺了当时京师中帝王贵族「取乐今日，遑恤我后，既定且宁，焉知倾」的腐败寄生生活，受到人民的 欢迎而传诵于世。
后来，南阳郡守鲍德因为政绩卓越被皇帝升迁，张衡便辞去南阳郡主簿职务，回到西鄂家中，专心钻研学问。在回乡闭 门读书期间，他博览群书，并深入研究《易经》、《太玄经》、《墨子》等古代有关于哲学、科学的书籍，从而融会贯通了几何学、力学、机械、地理、测量、绘画 等应用科学的知识，这样多元的学习发展，使得张衡成为东汉当代的「博学」之士。
公元111年，张衡应召入京，先拜郎中，后曾两度担任掌管天文工作的太史令，前后计十四年。在此期间和以后的仕宦生涯中，他的科研成果达到了一生的巅峰。
公 元117年，张衡根据浑天学说理论和对天象的实际观察，创造出了利用漏壶滴水推动的大型「漏水转浑天仪」。这是世界上第一台用水力推动的自动演示恒星和太 阳周日运行的仪器，为铜质空心球体，轴贯球心，轴和球体相接的两点为北极和南极。球外套有地平圈和子午圈，立有黄道圈和赤道圈，二者成24度夹角，分列有 24节气等。仪器全靠漏壶流出水的力量推动齿轮，齿轮带动浑像，一昼夜转动一周。仪器上星宿出没与天象完全吻合，形象而生动地揭示了日、月、星、辰的周日 运行。而且，他还写下了世界史中不朽的天文学名著《浑天仪图注》和《灵宪》，画出了完备的星象图，提出了「月光生于日之所照」的科学论断。
张 衡在第二度担任太史令期间，开始注意收集掌握地震情报和记录，经过多年的潜心研究，终于在公元132年发明了世界上第一台测定地震方位的科学仪器──地动 仪。据《后汉书．张衡传》记载：「阳嘉元年，复造候风地动仪，以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施 关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在樽中，覆盖周密无际。如有地动，樽则振龙机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此 觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。」
公元138年，张衡的地 动仪向西北方向的龙吐出了铜球，测出西北方向发生了地震，当时京城的人们无丝毫震感，一些官僚、学者议论纷纷，责怪仪器不灵。过了几天，陇西果然来报，那 里发生了地震，时间正与龙吐铜球相应，于是众人同赞地动仪之神妙。张衡发明的地动仪是人类历史上的首创，开创了地震科学的新纪元，他是世界人类从事地震科 学研究的先驱和世界公认的地震学的鼻祖。他的这一发明创造，比欧洲早1700多年。
在地理学方面，张衡绘制有完备的地形图，并研制出了「记里鼓车」、「指南针」等。
在数学方面，张衡著有《算罔论》，并计算出圆周率的值在3.1466和3.1622之间。这和今天大家知道的圆周率虽稍有误差，但在1800多年前就能有这样精确的计算，不能不使人们感到惊叹，他的这一成果比欧洲早1300多年。 在气象学方面，张衡制造出了「候风仪」，是一种预测风力、风向的仪器，比西方的风信鸡早1000多年。
在机械学方面，张衡制造的「独飞木雕」是世界上最早的飞行器，还制造有土圭（日影器）、活动日历等。
张衡是一个罕见的全面发展的人物，他除了在天文学、地震学、机械技术、数学等方面所创造的辉煌成就外，在哲学、文学、绘画等领域也有很深的造诣。
在 哲学方面，他对杨雄的《太玄经》有很深的研究。在文学史上，张衡是一位占有重要地位的大文学家。他的文学作品很多，风格也各不相同。有的形式短小，重在抒 情，如《归田赋》、《温泉赋》，格调清新，言辞淡雅，令人读之忘俗，是汉代辞赋发展的一个重要转折；有的气势磅礴，广写景物，如《二京赋》；有的特色突 出，独树一格，如《四愁诗》、《同声歌》等。其中，他创制的以《四愁诗》为代表的新体七言诗，给后来的七言诗奠定了基础，具有深远的意义和影响。他还在文 中提出「夫水可以载舟，亦可以覆舟」的千古哲理，奇思妙文，备受后人推崇。这些创作呈现出了二千年前的时代精神和风貌，所用的辞藻丰富华丽，将汉代的辞赋 推向另一个高峰。
另外，张衡也是东汉的大画家，他绘制的《地形图》一直流传到唐代，被唐代张彦远列为东汉六大画家之一。
永和四年（公元139年），张衡请求告老还乡不准，又被调到朝中做尚书，但只任职一年就去世了，终年六十一岁。
张衡，以其在科学上的卓越成就而广受后世的景仰。联合国将月球上的环形山命名为「张衡山」，将太阳系的1802行星命名为「张衡星」，这是当今文明世界对建造世界文明的科学巨匠表达出的一种最崇高的敬意。
张衡在科学技术、文学艺术等方面所做出的杰出贡献，不仅是中华民族的光荣和骄傲，也是留给整个人类历史的宝贵财富。
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