张衡所处的汉朝东汉时代，在阳嘉元年发明了候风地动仪──世界上第一架地震仪。当时利用这架仪器成功地测报了西部地区发生的一次地震，引起全国的重视。这比起西方国家用仪器记录地震的历史早一千七百多年。如今很多人怀疑张衡发明地动仪是否有科学依据。据古代著名史学家、范晔《后汉书》关于地动仪的记载是孤证，不见于其他材料佐证。地动仪没有历史发展过程，出现得太突兀，极有可能只是一个传说。张衡本人著述存者不少，如今又有学者集成了张衡的文集，然而文献之中并不支持张衡做过地动研究，相反，张衡著述里可以看出他对地动并没有超出当时水平的认识。
在古代，通讯、交通很不方便，地震的预测和震后赈灾是非常重要的，毕竟迟则生变，在灾难过后，也是最容易发生人心慌乱的时候，会导致各种事件，还有可能导致瘟疫。因此对地震的方向的判断非常重要，派急使前往灾区附近地区传令，就近调动物资救灾。这对维持平稳和安定十分重要。地动仪如果可以高效的判断地震方向，会被大范围应用，如果能够提前预报地震，更会如此。仅从常理判断，地动仪并没有预测地震的功能。
张衡所处的汉朝东汉时代，地震比较频繁。据《后汉书·五行志》记载，自和帝永元四年到安帝延光四年的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区范围到几十个郡，引起地裂山崩、房屋倒塌、江河泛滥，造成了巨大的损失。张衡对地震有不少亲身体验。为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年发明了候风地动仪──世界上第一架地震仪。当时利用这架仪器成功地测报了西部地区发生的一次地震，引起全国的重视。这比起西方国家用仪器记录地震的历史早一千七百多年。
汉顺帝阳嘉三年十一月壬寅，地动仪的一个龙机突然发动，吐出了铜球，掉进了那个蟾蜍的嘴里。当时在京师的人们却丝毫没有感觉到地震的迹象，于是有人开始议论纷纷，奇怪地动仪不灵验。没过几天，陇西有人快马来报，证实那里前几天确实发生了地震，于是人们开始对张衡的高超技术极为信服。陇西距洛阳有一千多里，地动仪标示无误，说明它的测震灵敏度是比较高的。但由于历史久远张衡地动仪已经失传，没有留下实物与图样只留下一些简略的文字记载。在如今的对当年记载的研究中，预测地震没有任何科学依据。
张衡制作了地动仪来预测地震，是科学的手段。张衡是有名的数学家，也可以说是那个年代的科学家，他制作的地动仪曾经就成功的感知到了