提起东汉历史人物，张衡这个名字可以说是耳熟能详。中小学的历史课本中，对张衡都做了重点介绍。不过，人们在介绍张衡时，往往重点介绍张衡的科学成就，他在思想史和文学史上的地位往往很少涉及。的确，张衡是一位放在世界科学史上都是举足轻重的大科学家，同时他在两汉历史上也是一位很重要的思想家和文学家，而他这些成就的取得也与其在洛阳的科学实践是分不开的。
张衡是河南南阳人，出身于官宦世家。早年张衡曾到洛阳的太学学习，“遂通《五经》，贯六艺”。不过，张衡并不热衷于仕途，在学成之后并未立即入仕，而是回到家乡继续学习思考，在天文、历法等领域有很深的造诣。后来张衡被朝廷征召到洛阳，担任太史令。
汉代的太史令，相当于皇家天文台台长，太史令的工作地点灵台就在今天洛阳城东佃庄镇的朱圪垱村。太史令的职责主要包括天文观测、制定历法等。太史令的级别并不高，仅有六百石，相当于中等县的县令。但是，太史令是一个非常重要的岗位。在汉代，人们信仰天命比较普遍，相信天命能在很大程度上决定人间的祸福。尤其是，朝廷更需要天命来为朝廷的合法性提供背书，所谓神道设教。皇帝自称天子，其施政都是天意的体现。但是人们无法直接接受天的信息、感知天的意志，只能通过一些天象来判断天意。比如日食、月食等都被视为天意的表达。上天对人间朝廷的施政不满意了，于是就会有日食。东汉发生日食之后，皇帝一方面会表示自省，另一方面还会策免三公做替罪羊。因此，观测天象就不仅仅是自然科学领域的事情了。
张衡先后担任太史令长达十四年，长期的天文观测，逐渐铸就了张衡的科学观念。他认识到天象的运行是有自然规律的，他先后写出了《灵宪》和《浑天仪注》等著作。通过这些著作，张衡系统阐发了自己的天文思想。张衡是这个世界上第一个知道月球不发光的人，他发现，月光其实就是月球所反射的太阳光。张衡的这些科学著作，其实就是告诉世人，天象的运行有其自然规律，与世间的是非并没有任何关联，从而有助于破除神权天命的迷思。
东汉还流行一种被称为谶纬的神秘思想。所谓谶，是各种神秘的预言。所谓纬，是与经相对应的，即一些托名于孔子解说经书的书。谶纬在东汉具有很大的影响，光武帝称帝还要从谶纬中寻找依据，汉明帝、汉章帝等东汉帝王的诏书中也经常可以看到对谶纬的引用。甚至，谶纬的影响力在有些时候超过了经书。
本身，先秦儒学就有理性主义传统，“子不语怪力乱神”。汉代儒学柔和了阴阳家的思想之后，朝着神学化的方向发展过程中，不断有儒生从先秦儒学的理性主义传统出发提出批评。比如，在光武帝时学者桓谭向光武帝指出谶纬的荒唐，结果差点儿被杀。张衡并没有被皇权吓倒，他认为“以图纬虚妄，非圣人之法”。张衡上书皇帝详细指出谶纬的错谬。张衡认为，谶纬起于西汉末年，并非先秦古籍。谶纬中的预言并不可信，如果预言可信，王莽代汉这么大的事情，谶纬中为什么没有任何警示？他说一些人之所以喜欢谈论谶纬，是因为就好比画工，热衷于画鬼神，而不喜欢画牛马。因为鬼神大家都没见过，想怎么画就怎么画。而牛马则是大家常见的，来不得半点虚的。在东汉神学化儒学体系的笼罩下，张衡的朴素唯物主义思想显得尤其难能可贵。张衡对谶纬的描述，也成为今天研究汉代谶纬的重要史料。
后来，张衡被任命为侍中，在皇帝身边参与核心决策。但是，当权的宦官担心张衡会对他们不利，于是他们撺掇着皇帝将张衡赶出朝廷，将张衡任命为河间王相。在东汉，诸侯王国已经和普通的郡没有太大区别，诸侯王相实际承担治理地方的责任。张衡到任后，“治威严，整法度，阴知奸党名姓，一时收禽，上下肃然”。任职三年后，张衡向朝廷提出辞职却没有被接受，皇帝下令任命张衡为尚书。在东汉，尚书的级别虽说低于诸侯王相，但接近权力中枢，张衡被任命为尚书，意味着皇帝有意进一步重用张衡。然而，不久后张衡就去世了，终年六十二岁。
张衡不仅是一个重要的科学家、发明家，张衡也是重要的思想家、文学家，一生勤于著述。东汉的学术，主要围绕着今古文经学而展开。张衡的经学立场属于古文经学。古文经学的典籍中，《周礼》一书因为主要讲儒家理想的官制，所以也被称为《周官》。张衡对《周官》有浓厚的兴趣，曾著有《周官训诂》，可惜已经失传。张衡也对《周易》很感兴趣，由于种种原因，并未能展开深入的研究。
张衡最重要的文学作品是《二京赋》，张衡花费了十多年的功夫，才完成了这篇文学巨著。《二京赋》继班固《两都赋》之后，将汉代都城赋的创作推向顶峰。张衡的《思玄赋》则是开后世抒情小赋的先河。张衡《四愁诗》是中国文学史上较早的七言诗之一，“美人赠我金错刀，何以报之英琼瑶”的诗句被后人反复吟唱。张衡的政论文章说理充分，逻辑严密，语言流畅。后人将张衡的文学作品汇编为《张衡诗文集》传世。