汉章帝在位期间，东汉的政治比较平稳。汉章帝死后，年仅10岁的汉和帝继承了皇位。窦太后临朝执政，她的哥哥窦宪掌握了朝政大权，东汉王朝便开始走下坡路了。
这段时期里，出了一位著名的科学家——张衡。张衡是南阳人。17岁那年，他离开家乡，先后到了长安和洛阳，在太学里用功读书。朝廷听说张衡很有学问，便召他进京做官，先是在宫里做郎中，继而又担任了太史令，叫他负责观察天文。这个工作正好符合他的研究兴趣。
经过观察研究，他断定地球是圆的，月亮的光源是借太阳的照射而反射出来的。他还认为天好像鸡蛋壳，包在地的外面；地好像鸡蛋黄，在天的中心。这种学说虽然不完全准确，但在1800多年以前，能得出这种科学结论，不能不使后来的天文学家感到钦佩。
张衡还用铜制作了一种测量天文的仪器，叫做“浑天仪”。上面刻着日月星辰等天文现象。那个时期，地震发生频繁。有时候一年发生一两次。发生一次大地震，就波及到好几十个郡，城墙、房屋倾斜倒坍，造成人畜伤亡。张衡记录了地震的现象，经过细心的考察和试验，发明了一个预测地震的仪器，叫做“地动仪”。
地动仪是用青铜制造的，形状类似酒坛，四周刻铸了八条龙，龙头朝着八个方向。每条龙的嘴里含了一颗小铜球；龙头下面，蹲着一个铜制的蛤蟆，蛤蟆的嘴大张着，对准龙嘴。哪个方向发生了地震，朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来，把铜球吐进蛤蟆的嘴里，发出响亮的声音，发出地震的警报。
公元138年2月的一天，地动仪对准西方的龙嘴突然张开，吐出了铜球。按照张衡的设计原理，这就是报告西部发生了地震。
过了几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震，还出现了山体崩塌。
张衡61岁那年得病死去。他为我国的科学事业做出了巨大的贡献。
