張衡是一位南陽郡西鄂縣的人，他於東漢章帝建初三年出生，於順帝永和四年過世。他是古代中國的一位偉大科學家。張衡非常勤學苦思，總是持續刻苦鑽研。他的好友崔瑗曾讚譽過他，說他對於學問的研究態度就像長江中奔流不息的水，日夜不停。張衡擁有豐富廣博的學識，且擁有多重才能，他研究的領域包括文學、哲學、地理、機械製造等等，尤其對於天文和歷算有著深入的瞭解。
我國對天文學的研究非常重視，早在東漢時期，就已經有了「蓋天說」和「渾天說」這兩派天文學理論。蓋天說認為天圓地方，天在上，地在下，如傘蓋和棋盤一般，是一種古老的說法。而渾天說卻進一步認為天地都是圓的，像一個雞蛋，天在外，地在內，類似於雞蛋殼和黃。這種說法相對來說更為進步。
在這之後，張衡經過精密的研究和觀察，進一步發展了渾天學說，在《靈憲》一書中詳細地闡述了自己對天文學理論的看法。《靈憲》這一重要的天文學理論著作，不僅有著極高的學術價值，更是我國天文學研究的重要里程碑。
在這本著作中，作者提出了一些非常重要的想法。他解釋了一個現象，就是太陽有光，但月亮本身不發光，月光是由太陽照射到月球上反射而來的。當月球轉向太陽時，人們可以在地球上看到一輪圓滿的月亮，但當月球背向太陽時，月亮就不可見了。此外，他還發現月食是由於地球的陰影覆蓋在月球上的原因。這些發現至今仍是相當重要的。
作者也對天空中星體的數量進行詳細統計，他發現在天空中有124個明顯的星體，其中320個得到了名字。此外，他還標示了所有可見的星星，總數達到了2500個。現代天文學家做出的統計表明，人們肉眼可以看見超過6000顆六等星，但在同一時間、同一地點，只能看到2500至3000顆星星。另外，他還繪製了《靈憲圖》，展示了所有星星的位置關係。這本著作的貢獻不僅僅在於提供了天文學知識，而且也啟發了人們去探索和發現更多的未知領域。
張衡以渾天學說的理論為基礎，創造出許多重要的天文儀器。其中最為著名的便是渾天儀。渾天儀是由銅鑄成，分內外幾層圓圈，上面刻有赤道、黃道、南北極、日、月、五星、二十八星宿以及其他星體的位置。它使用漏壺滴水的方式，按照一定的時刻慢慢轉動，能夠準確地顯示星體的出現和消失，與實際的天象完全吻合。這項發明經過唐宋科學家的研究和發展，最終成為了世界上最早的天文鐘。
在古代中國，張衡以其出色的工藝技能和豐富的天文學知識而聞名。他創造了世界上第一部測量地震的儀器，稱為「地動儀」。地動儀是用銅製成，直徑達八尺，頂部有一個凸起的蓋子，看起來像一個大酒罐。它內部有一根銅柱，被稱為「都柱」，連接著八個方向的機械，周圍有八個龍頭排列，分別代表東、南、西、北、東北、東南、西北和西南方向。每個龍嘴都含著一顆銅球，下面有一個銅製的蛤蟆，張著嘴巴等待著。當某個方向出現地震時，該方向的龍嘴便會噴出銅球，落入蛤蟆的嘴裡，發出清脆的聲音，守衛儀器的人就能知道地震的日期和方向，並把記錄下來。這台測量儀器非常準確，有一次，西邊的龍嘴突然吐出了銅球，但是當時洛陽的人卻沒有感覺到地震的發生。 然而，幾天後，甘肅省卻傳來了地震的消息。地動儀於132年發明，比歐洲創造的地震儀還要早1700多年。
張衡是一位精通天文和歷算的學者，他開創了不少重要的發明。其中，他所製造的「瑞輪蓂莢」是一個類比現代活動日曆的機器，可以顯示出每個月從月初到月末的日數，不僅可以知道日期，還可以知道月相，非常方便。在數學方面，他著有《算罔論》，不僅對圓周率作了深入的研究，而且在其他數學領域也取得了一定的成就。可惜的是，這部著作現已失傳，只能通過後代的著作瞭解一些相關的內容。在木製機械方面，他製造了「三輪自轉」和「木雕獨飛」兩項重要發明。「三輪自轉」是指南車和紀里鼓車的主要機械，而「木雕獨飛」是一種可以利用機械能夠獨飛的木鳥，據傳其飛行能力可達數里之遙。