张衡，字平子，公元78年出生在今河南省南阳县石桥镇，他是东汉时期的天文学家。
张衡出身南阳郡的名门望族，祖父张堪当过蜀郡太守和渔阳太守。他重视生产，作风廉洁，深受人民爱戴。
少年时代的张衡，生活清苦，但他天资聪明，勤奋好学。他读了许多儒家经典并爱好文学，年轻时就擅长写文章，曾到三辅游学。17岁时他告别家乡，开始了他的游历生活。他实地考察名胜古迹，了解现实生活中的各种事物。
汉代入太学学习，必须经过县令的推荐。张衡没经选送，不能进太学学习，但求知欲经常促使他去太学参观，拜各家为师。因此通晓五种经书，熟悉六种学问和技能。
23岁的张衡在京师还没有一官半职，生活非常艰难。这时，他被邀请到南阳郡当主簿，办理往来文书。公事之外，他苦做学问，写成了著名的《二京赋》。虽然他的才能比当时的人高超，但并没有因此而骄傲自大。《二京赋》使张衡名声大振，这篇赋不仅文字典雅取材好，而且完全改变了以往辞赋被专门用来歌功颂德的陋习，开辟了一代文风。
张衡平时态度从容不迫，性情恬淡安静，不喜欢交结世俗之人，兴趣不在做官，而是在求学上，他多次谢绝到公府做官。东汉和帝永元年间，被推举为孝廉，他却不去应荐；屡次为公府所征召，他也不去应召。
114年，汉安帝指名征召张衡，他再也无法推辞了。第二次来到京师洛阳，在尚书台衙门里担任郎中。这时，他开始钻研西汉学者杨雄的《太玄经》，从此他由爱好文学改为从事天文学的研究。
张衡通晓器械制造技术，尤其在天文、阴阳、历算方面进行有益的探索。不久便被任命为太史令。太史令的职责是掌管天时、星象、历法和编纂史书。凡举行祭祀大典都要由太史令来选择“黄道吉日”，地方上发生了灾害也要报太史令。张衡于是就专门研究考核阴阳学，终于掌握了玄机的原理奥秘，制造出了浑天仪，并写成了《灵宪》、《算罔论》，这些专著论述得十分详尽。
经过长期观察，张衡肯定了地球是圆的，提出了宇宙无限的观点，他撰写的《灵宪》一书，解释了月相变化和月蚀发生等自然现象。他在《灵宪》中记载了124颗恒星和320颗可命名的星，并指出中原地区可看到的星约为2500颗，这与近代天文学观测数字相近。
为了制造出一条能够反映天体图象并测定天体变化的仪器，他画了一张又一张草图，经过反复设计计算，终于用竹片篾片做成一个模型，将南北极、黄赤道、日月星辰和24节气都刻在上面。
张衡对照天体反复试验核对，然后请工匠们用铜铸成浑天仪。为了使浑天仪自转，张衡还利用滴漏壶（计时仪器）流出的水力，启动齿轮，推动浑天仪徐徐转动。
浑天仪由内外几层铜圈组成。由于设计准确，制造精良，转动起来能正确反映天象。浑天仪原物已失传，解放后根据《浑天仪图注》将浑天仪复制成功。
古时候人们看见日蚀就心惊胆战，张衡解释这一现象说：“太阳能发出强烈的光，而月亮不发光。月亮反射太阳光，当月亮运行到地球和太阳之间形成一直线时，不发光的月亮挡住了发光的太阳，产生日蚀。”
从96年到125年间，中国境内发生过23次地震。当地震发生，人们求神饶恕时，科学家张衡却在冷静地思考，决心创造一种仪器，测知地震发生的方向，及时救灾。
地动仪发明成功了，它是用青铜铸成，外形像酒樽，腰部的东、南、西、北、东南、西南、西北、东北八个方位镶着八条龙，每条龙嘴里都含有一颗铜球，下面蹲着八个蛤蟆，蛤蟆头向上昂起对准龙嘴，那些制作精巧的枢纽和部件，都安装在铜樽之中，盖得严严实实，没有一点空隙。如有地震发生，樽形部件就振动铜龙，机关随即发动，上边龙嘴就吐出铜球，下边的蛤蟆正好衔住铜珠。
地动仪制成后第6年，即138年，安放在洛阳的地动仪西面的龙嘴里掉出了铜球。说明有地震发生。
京师的官僚、学者们由于一点也没感觉出地震来，于是纷纷议论，怀疑地动仪是否准确。过了几天，甘肃果然有人骑马前来报告，说发生了地震。这个消息证实了地动仪的准确性能。
张衡制成地动仪是人类历史上的首创，也是我国有准确地震记录的开始，它比欧洲制造出的同类仪器早1748年，张衡被全世界公认为地震学的“鼻祖”。
133年，张衡被调任为侍中，负责宣传皇帝的命令并当皇帝的顾问。张衡为官正直，一心想报效朝廷，他希望借此机会协助皇帝整顿政治。张衡一到任，就树立威信，整饬法度，暗中察访奸党成员姓名，将他们一网打尽，于是举国上下，秩序井然，人人都称赞他政治清明。
一次汉顺帝问张衡当今最恨什么人？他还没回答，站在旁边的宦官就恶狠狠地盯上了他。宦官们害怕张衡说出他们为非作歹的事，纷纷向皇帝说张衡的坏话，皇帝不明真相听信谗言，张衡被排挤出了朝廷。
136年，张衡被调任为河间相，两年后张衡上书汉顺帝，要求辞官回家，没有获得批准。当时君王大都骄横奢侈，不遵守典章法制，同时还有许多豪门大户，彼此勾结专干坏事。
张衡管理了三年政务，就向皇帝上书请求退休，皇帝不仅不同意，反而下诏书封他为尚书。139年再次调他到京师担任尚书，协助皇帝处理政务。也就在这年，张衡在京师洛阳去世了。
为了纪念他给人类带来的贡献，1970年，国际上用张衡的名字命名月球背面的一座环形山。1977年，太阳系中一个编号为1802的小行星，也是用张衡的名字命名的。