漢章帝去世後，他十歲的兒子即位，稱和帝。漢和帝執政時期由竇太后臨朝聽政；從章帝到和帝，東漢政治比較穩定，也出了幾位優秀人才。著名的科學家張衡就生活在這一時期。
張衡，是東漢南陽(今河南南陽縣)人。他出生在一個沒落的官僚家庭，天資聰穎，勤奮好學，精通《詩》、《書》、《禮》、《易》等儒家經典。十七歲那年，他離開家鄉，先後到長安和洛陽遊歷，拜師訪友，探訪山川名勝古蹟，察錄各地風土人情。這些經歷都爲他日後的成就打下了堅實的基礎。
張衡年輕時對文學創作很感興趣，以才華橫溢聞名於當時！他仿效班固的《兩都賦》，寫成了兩篇文學作品——《西京賦》和《東京賦》(西京是指長安，東京就是洛陽)。他用這兩篇賦諷刺洛陽和長安城裡王公貴族過的驕奢淫逸的生活。據說他爲了寫這兩篇賦，深思熟慮，反覆修改，一共花了十年工夫。這兩篇賦非常受人推崇，因此張衡在文學方面的成就很高，後人把他與司馬相如、楊雄、班固並稱爲“漢賦四傑”。
但張衡最有成就的專長不是文學，而是天文曆法。三十歲以後，張衡開始喜好數學和天文研究。他曾被任命爲太史令，主管天文曆法。
我國曆來就有觀測和記錄天象的優良傳統。當時的人已經對天體運動和宇宙的結構做了深入研究，形成了“蓋天說”、“宣夜說”和“渾天說”三派。張衡就是渾天說的代表人物。他認爲：太陽可以發光，月亮自身不會發光，月光是由日光照射而產生的。張衡的許多觀點，被今天的科學技術證明是正確的。
根據渾天學說，張衡於公元117年創造了世界上第一架能比較準確地演示天象的渾天儀。渾天儀用銅製成，上面刻着日月星辰等天文現象。渾天儀制成後，京都的學者紛紛趕來觀看。到了夜裡，張衡讓一部分人站在屋內，一部分人站在屋外，結果，屋裡面的人通過儀器看到的同屋外的人看到的完全一樣。
張衡更爲著名的成就是發明並製造了地動儀。
張衡生活的時代，各地經常發生地震，由於不能事先預知地震，無法採取預防措施，總有許多人死於地震，經濟損失也很大。
當時的封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的徵兆，有的人還趁機宣傳迷信、欺騙百姓。
但是，張衡卻不信神，不信邪，他對這一現象做了深入研究。公元132年，張衡終於造出了世界上第一架測定地震方位的儀器——地動儀。
地動儀是用青銅製造的，呈長橢圓形。地動儀的外壁上刻着八條龍，龍頭對着的方向各蹲着一個銅製的蛤蟆。龍的嘴裡含着一顆小銅球，當某一個方向發生地震時，朝着那個方向的龍嘴就會自動張開，吐出銅球，銅球便會掉在蛤蟆的口中，發出聲響，這樣很快就可以知道地震的方位。
當時人們根本不相信地動儀真的會起作用。公元138年，地動儀西方龍嘴裡的銅球突然掉在蛤蟆嘴裡，而京城裡的人毫無地震的感覺。人們就開始嘲笑地動儀是騙人的玩意兒。可是，剛過幾天，隴西突然傳來地震的消息，人們這纔信服。張衡發明的地動儀是當時世界地震學上最輝煌的成就，歐洲直到1700年後才製造出類似的儀器。
張衡在我國古代科技、文化、思想史上都做出了傑出貢獻，他在文學、天文曆法，尤其是地震學方面的成就，一直受到後人的高度評價。