东汉时期，中国发生的地动的次数较多。为了测定地动方位，及时通知官府做出赈灾行动，张衡在担任太史令一职时，开始研制能够报告地动的装置。经过多年的钻研，终于在公元132年发明了世界上台测定地动方位的科学仪器———地动仪。受其影响，明万历三十一年（1603年），学者李之藻制成一架地球仪。利用它，不但可以知道何时发生的地动，而且还可以测出地动的方位。从古书中对地动仪的描述来看，张衡的头脑中已经有了一个清晰的概念：地动是从远处一定方向传过来的地面震动。他把震动看成是可以通过固体的大地传输的一种事物。虽然现在我们都知道地动波的存在，但是东汉时期张衡就能意识到这一点，是需要经过推理和思考的

张衡设计的地动仪，仪体似樽形，直径与他所作的浑开仪同大，象征浑天说的天。立有都柱的平底表示大地，在天之内。同样将地球仪侧转过来，南极向上，用同样方法进行两次演示，比较观察，可发生蓝色墨水流动的轨迹与红色墨水流动的轨道相比，向左偏转了。仪体上雕刻的山龟鸟兽象征山峦和青龙、虎、朱雀、玄武二十八宿。乾坤震巽坎离艮兑等八卦篆文表示八方之气，八龙在上象征阳，蟾蜍在下象征阴，构成阴阳上下动静的辩证关系，都柱居于顶天立地的地位，是按照古代'天柱'之说法布局，至于牙机，可能是采用了杠杆结构。

张衡创制地动仪的诱因可能来自灯笼和风铃。地球自转的周期（转一周3600）为一个恒星日，即23小时56分4秒。候风地动仪直径8尺，可能反映张衡惯于向上观天象，精于天文的形象，我国原始天文仪器标准尺寸是8尺，大约为一个的身高（古代用的尺），张衡设计过的指南车、三轮、自飞木雕等，涉及观天文的仪器如圭表、浑仪、浑象尺寸一律8尺，地动仪制成之后与几件天文仪器一起安装在高高的观天灵台上，这是张衡科学灵感之物在高处显灵的表达，或者是东汉古人对悬挂物，对天象、星辰和大自然的敬畏与崇拜。这与现代人判断地动时观察吊灯晃动，判定地动

张衡利用物体的惯性来测定地动，都柱悬挂在中央，为人类探索地动奥秘迈出，其贡献理当在世界科学占有光辉的一页。1490年回纽伦堡后，在画家格洛肯东的协助下，开始绘制他设计的地球仪，1492年完成。为了永远纪念他，国际天文学会于1970年、1977年先后以张衡的名字对一座月亮环形山和一颗太阳系小行星作了命名，这不能不是中华民族的骄傲。

中国地球仪的制作始于元代，由天文学家扎马鲁丁为元朝廷督造，球面上反映了地球表面的海、陆分布状况，属于原始的绘制方法。明万历年间意大利传教士利玛窦来华后，为向中国传授古希腊的地圆说，亲自制作地球仪，并著有《坤舆万国全图》。受其影响，明万历三十一年（1603年），学者李之藻制成一架地球仪。其实，要想在这个行业中展露头角，还是要靠我们自己不断的积累和总结。约在崇祯三年（1630年），朝廷也制作了一架地球仪。这些地球仪上绘制了经纬网，扩充了我国此前的地球仪上只有27处观测点的纬度，包括了赤道、南北回归线、南北极圈的整个地球纬度，也弥补了我国此前不知经度的空白，并标注了五洲说，使当朝人能以了解西方地理大发现的新知识。继明之后，喜爱科学的康熙皇帝不仅引进、制作，还熟练使用许多来自西方的科学仪器，使他的天文、地理、数学知识都超出了其他历代的统治者。