他在太史令任上，研究而创制出地震仪，又显然与当时的神学观针锋相对，其阻力之大可以想象。朝廷上下都将其称为异类、叛逆，并极力排挤张衡。直到138年，地动仪证实了陇西的大地震后，众人“于是皆服其妙”，“自此以后，乃令史官记地动所从方起”。
复原版张衡地动仪作者：珞琳
铜珠掉出 陇西报震 众皆叹服——
132年，科学家、文学家张衡发明制造了世界上第一台测定地震方位的仪器——候风地动仪。张衡将候风地动仪安置在都城洛阳。
起初，满朝文武都不相信这台地动仪能够测出地震的方向。凑巧138年3月1日(汉永和三年二月初三)地动仪中有一个龙头机件突然发动，朝向西北方向的铜珠落了下来，掉进仪器下面的蟾蜍口里。几天后，陇西驿者日夜奔驰来京师，报告陇西地震，二郡山崩(震级约为6.5级)。陇西正好在洛阳的西北方向。在事实面前，大家都不得不承认候风地动仪的灵验，佩服张衡的发明。而相隔1700多年，欧洲人才制造出“第一台”地动仪，古波斯直到公元11世纪才有类似的地震仪器。
东汉特色：用地震除掉政治对手
东汉时期，地震比较频繁，公元96-125年的30年中，就曾发生了23次比较强烈的地震，震区有时大到几十个郡。而张衡所处的时期，恰是历史上地震频率最高发期，几乎连年发生地震，地裂地陷，江河泛滥，房屋倒塌。京城也出现了多震的现象。
在神学极盛的东汉时代，地震研究是举步维艰的。东汉建武二十二年九月，光武帝刘秀家乡南阳大地震，刘秀便下诏自责，说：“而今震裂，咎在君上，鬼神不顺无德，灾殃及吏人，朕甚惧焉。”此后，东汉围绕地震展开了多次政治斗争。在《后汉书·五行志》中记载：和帝永元四年六月丙辰，郡国十三地震，是因“女主盛，臣制命，则地动，畔震起，山崩沦”。当时窦太后摄政，其兄窦宪专权，因而导致上天的惩罚，于是“后五日，诏收宪印绶，兄弟就国，逼迫皆自杀”。这就是典型的借地震灾害铲除政治对手的事件。此后，借灾言政、排除政敌的现象更是屡见不鲜。
