张衡，字平子，南阳西鄂人也。衡少善属文，游于三辅，因入京师，观太学，遂通五经，贯六艺。虽才高于世，而无骄尚之情。常从容淡静，不好交接欲人。永元中，举孝廉不行，连辟公府不就。时天下承平日久，自王侯以下莫不逾侈。衡乃拟班固《两都》作《二京赋》，因以讽谏。精思傅会，十年乃成。大将军邓骘奇其才，累召不应。
张衡，字平子，是南阳郡西鄂县人。张衡年轻时就善于写文章，到西汉故都长安及其附近地区考察、学习，并趁此机会前往京城洛阳，到太学观光、学习，于是通晓了五经、六艺。虽然才学高出当时一般人，却没有骄傲自大的情绪。（他）总是从容不迫，淡泊宁静，不爱和庸俗的人们往来。（汉和帝）永元年间，被推荐为孝廉，没有去应荐；三公官署屡次召请去任职（他）也不去应召。当时社会长期太平无事，从王侯直到下边的官吏，没有谁不过度奢侈的。张衡就仿照班固的《两都赋》写了一篇《二京赋》，用来讽喻规劝。精心地构思写作，（经过）十年才完成。大将军邓骘认为他是奇才，多次召请，（他）也不去应召。
衡善机巧，尤致思于天文阴阳历算。安帝雅闻衡善术学，公车特征拜郎中，再迁为太史令。遂乃研核阴阳，妙尽璇机之正，作浑天仪，著《灵宪》、《算罔论》，言甚详明。
张衡擅长机械方面制造的技巧，尤其专心研究天文、气象、岁时节候的推算。汉安帝常听说张衡精通天文、历法等术数方面的学问，就派官府专车，特地召请（张衡）任命他为郎中，后又升为太史令。于是他研究、考察了自然界的变化，精妙透彻地掌握了测天仪器的原理，制造了浑天仪，写了《灵宪》、《算罔论》等关于历法、数学方面的论著，论述十分详尽明白。
顺帝初，再转复为太史令。衡不慕当世，所居之官辄积年不徙。自去史职，五载复还。
顺帝初年，（张衡）又被调回重当太史令。他不慕高官厚禄，所担任的官职，常常多年得不到提升。从离开太史令职务，五年后又恢复原职。
阳嘉元年，复造候风地动仪。以精铜铸成，员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，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，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙，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。尝一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪其无征。后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。自此以后，乃令史官记地动所从方起。
（顺帝）阳嘉元年，（张衡）又制造了候风地动仪。是用纯铜铸造的，直径有八尺，盖子中央凸起，样子象个大酒樽。外面用篆体文字和山、龟、鸟、兽的图案装饰，内部中央有根粗大的铜柱，铜柱周围伸出八条滑道，（还）装置着枢纽，（用来）拨动机件。外面有八条铜龙，龙口各含一枚铜丸，（龙头）下面各有一个蛤蟆，张着嘴巴，准备接住龙口吐出的铜丸，仪器的枢纽和机件制造的巧妙，都隐藏在酒樽形的仪器中，覆盖严密得没有一点缝隙。如果发生地震，仪器外面的龙就震动起来，机关发动，龙口吐出铜丸，下面的蛤蟆就把它接住。（铜丸）震击的声音清脆响亮，守候仪器的人因此知道发生了地震。（地震发生时）虽然只有一条龙的机关发动，另外七个龙头丝毫不动，寻找它的方向，就能知道地震的地方。用实际发生的地震来检验仪器，彼此完全相符，真是灵验如神。从古籍的记载中，还看不到这样的仪器。曾有一次，一条龙的机关发动了，可是（洛阳）并没有感到地震，京城里的学者都惊异地动仪这次怎么不灵验了。几天后，驿站上传送文书的人来了，证明果然在陇西地区发生了地震，于是全都叹服地动仪的巧妙。从此以后，（朝廷）就责成史官根据地动仪，记载每次地震发生的方位。
时政事渐损，权移于下，衡因上疏陈事。后迁侍中，帝引在帷幄，讽议左右。尝问衡天下所疾恶者。宦官惧其毁己，皆共目之，衡乃诡对而出。阉竖恐终为其患，遂共谗之。衡常思图身之事，以为吉凶倚仗，幽微难明。乃作《思玄赋》以宣寄情志。
当时政治越来越腐败，大权落到了宦官手里，张衡于是给皇帝上疏陈述政事，提出关于政事的意见。后来张衡升任侍中，顺帝任用他入宫廷，在自己左右对国家的政事提出意见。顺帝曾经询问张衡天下所痛恨的人。宦官们害怕他说自己的坏话，都用眼睛瞪着他，张衡便用一些不易捉摸的话回答后出来了。这些阉人竖子还是担心张衡终究会成为他们的祸害，于是就群起而毁谤张衡。张衡也常考虑自身安全的事，认为祸福相因，幽深微妙，难以知道。于是作《思玄赋》来抒发和寄托自己的感情志趣。
永和初，出为河间相。时国王骄奢，不遵典宪；又多豪右，共为不轨。衡下车，治威严，整法度，阴知奸党名姓，一时收禽，上下肃然，称为政理。视事三年，上书乞骸骨，征拜尚书。年六十二，永和四年卒。
（顺帝）永和初年，张衡被调出京城，去当河间王刘政的相国。当时河间王骄横奢侈，不遵守法令制度；（河间地区）又有很多豪门大户，和刘政一道胡作非为，张衡一到任就树立威信，整顿法制，暗中探知一些奸党分子的姓名，一下子全都抓起来，官民上下都很敬畏，赞颂河间地区政治清明。张衡治理河间政务三年后，就向朝廷上书，请求辞职告老还乡，朝廷却把他调回京城，任命为尚书。（张衡）活到六十二岁，永和四年与世长辞。