《後漢書·天文誌》中介紹的天文學要點如下：
張衡認為宇宙是無限的，天體的運行是有規律的；月光是日光的反射，月蝕起因於地遮日光，月繞地行且有升降。
他認識到太陽運行的某些規律，正確解釋了冬季夜長、夏季夜短和春分、秋分晝夜等時的起因。
他指出在中原可以見到的星有兩千五百個，與今人所知略近。
他經過對某些天體運轉情況的觀測，得出一周天為三百六十五度又四分度之一的結論，與近世所測地球繞日一周曆時365天5小時48分46秒的數值相差無幾。
張衡掌握高明的機械技術，據傳他當時還製做過兩件神奇的器物。
一件是有三個輪子的機械，可以自轉；一件是一隻木雕，能在天上飛翔。
關於木雕，《墨子·魯問》就有記載：“公輸子削竹木以為鵲。成而飛之，三日不下。”
《列子·湯問》和《韓非子·外儲說》都記載說，墨子本人也造過能飛的木鳶。
這些木鵲或木鳶是一種鳥狀的風箏。
因為當時還不可能有連續運行一日乃至三日之久的動力機。
北宋類書《太平禦覽·工藝部九》引《文士傳》中一段記載說：“張衡嘗作木鳥，假以羽翮，腹中施機，能飛數裡。”
關於三個輪子可以自轉的機械，古來就有不同意見。
南宋學者王應麟認為是一種記裡鼓車。這種車利用一組齒輪係把大車轉動時車軸的運動傳遞到一個木人的手臂上，使它過一裡路時敲一下鼓。
總之，張衡在機械技術方麵非常高明。《
太平禦覽·工藝部九》引晉代葛洪《抱樸子》：“木聖：張衡、馬鈞是也。”
高似孫的《緯略》也說“張衡、馬鈞號‘木聖’。”
除此之外，張衡還十分擅長畫畫。
在《曆代名畫記》記載了一個關於張衡用“足趾畫怪獸”的傳說：張衡聽說建州浦城水中有豕身人首的怪獸，於是前往畫它。但這個怪獸怕人畫它，所以不出來。張衡於是扔掉紙筆，怪獸就出來了，他悄悄地用足趾畫下怪獸的行狀。能用足趾寫生，這雖然是種傳說，但也可見當時張衡的畫名是不低的。
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所以對於張衡，曆史評價相當高。
崔瑗評價張衡說：數術窮天地，製作侔造化。
於惟張君，資質懿豐，德茂材羨，高明顯融。焉所不學，亦何不師，盈科而逝，成章乃達。一物不知，實以為恥，聞一善言，不勝其喜。包羅品類，稟授無形，酌焉不竭，衝而複盈。廩廩其庶，亹亹其幾，膺數命世，紹聖作師。苟華必實，令德惟恭，柔嘉伊則，孝友祗容。允出在茲，維帝念功，往才女諧，化洽民雍。湣天不吊，降此咎凶，哲人其萎，罔不時恫。紀於銘勒，永終譽兮，死而不朽，芳烈著兮。
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扶蘇看到張衡的資料之後，眼睛瞪得大大的。
MD，這家夥看起來好牛逼啊。
竟然被封“聖”了！