張衡一生最有名的發明就是地動儀了。那個時期，經常發生地震。有時候一年好幾次。發生一次大地震，就會給老百姓和國家帶來巨大的損失和傷害。
當時的皇帝和百姓都把地震看作不祥之兆，以為是鬼神造成的。張衡卻不信邪，他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗，發明了一個能測出地震的儀器，叫作地動儀。
地動儀是用青銅製造的，外形像一個酒壇，四圍鑄著8條龍，龍頭伸向8個方向。每條龍的嘴裏含著一顆小銅球，龍頭下麵蹲了一隻張著大嘴的蛤蟆。哪個方向發生了地震，朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來，把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴裏，發出響亮的聲音，就告訴人們那邊發生地震啦。
公元138年2月的一天，地動儀正對著西方的龍嘴忽然張開來，吐出了銅球，這是報告西部發生了地震呀。可是，那天洛陽一點地震的跡象也沒有，更沒有聽說四周的什麽地方發生了地震。於是，朝廷上下都議論紛紛，說張衡的地動儀是騙人的玩意兒。過了沒幾天，有人騎著快馬來向朝廷報告，離洛陽1000多裏的金城、隴西一帶發生了大地震，連山都有崩塌下來的。大夥兒這才真正地信服了。
張衡後來在政治上並不順利，但是，他的這些科學發明和實驗在我國科學史上留下了光輝的一頁。