关于三个轮子可以自转的机械，古来就有不同意见。南宋学者王应麟认为是一种记里鼓车。这种车利用一组齿轮系把大车转动时车轴的运动传递到一个木人的手臂上，使它过一里路时敲一下鼓。这个设想看来不大符合“三轮可使自转”的意思。敲鼓的动作一般是不当作转动看的。另一种意见则认为是一种指南车。清代王先谦《后汉书集解·张衡传》中引《宋书 ·礼志》：“指南车，其始周公作，张衡始复创造”（按：这是《宋书·礼志》的摘引，实非原文）。因此，指南车的形象更符合于“自转”的用词，因为不管下面轮子怎么转，车上的人只见到指南车木人的手指在自动地转向南方。
总之，张衡在机械技术方面非常高明。《太平御览· 工艺部九》引晋代葛洪《抱朴子》：“木圣：张衡、马钧是也。”高似孙的《纬略》也说“张衡、马忠号‘木圣’。”
数学
《后汉书》提到，张衡曾写过一部《算罔论》。此书迟到唐代已经失传，以至唐代的章怀太子李贤怀疑张衡没写过这部书，而是因为《灵宪》是网络天地而算之，故称《灵宪算罔论》。从《九章算术·少广》章第二十四题的刘徽注文中得知有所谓“张衡算”，因此，张衡写过一部数学著作是应该肯定的。从刘徽的这篇注文中可以知道，张衡给立方体定名为质，给球体定名为浑。他研究过球的外切立方体积和内接立方体积，研究过球的体积，其中还定圆周率值为10的开方，这个值比较粗略，但却是中国第一个理论求得π的值。另外，如果按照钱宝琮对《灵宪》的校勘：“（日月）其径当天周七百三十分之一，地广二百三十二分之一”，则当时π值等于730/232=3.1466，较10的开方有精密了。但钱宝琮所作的校勘似乎未必都符合张衡的原来数字。
绘画
张衡认为画家喜欢一些非现实的东西，因为可以借此虚构和想象，他在汉顺帝阳嘉年间一篇上疏中就说：“譬犹画工，恶图犬马而好作鬼魅，诚以事实难形，而虚伪不穷也。” 张衡的绘画作品今不存，唐张彦远《历代名画记》称他”高才过人，性巧，明天象，善画。“又记有：“张衡作《地形图》，至唐犹存。”
人物评价
崔瑗：① 数术穷天地，制作侔造化。② 于惟张君，资质懿丰，德茂材羡，高明显融。焉所不学，亦何不师，盈科而逝，成章乃达。一物不知，实以为耻，闻一善言，不胜其喜。包罗品类，禀授无形，酌焉不竭，冲而复盈。廪廪其庶，亹亹其几，膺数命世，绍圣作师。苟华必实，令德惟恭，柔嘉伊则，孝友祗容。允出在兹，维帝念功，往才女谐，化洽民雍。愍天不吊，降此咎凶，哲人其萎，罔不时恫。纪于铭勒，永终誉兮，死而不朽，芳烈著兮。
祢衡：南岳有精，君诞其姿；清和有理，君达其机。故能下笔绣辞，扬手文飞。昔伊尹值汤，吕望遇旦，嗟矣君生，而独值汉。苍蝇争飞，凤凰已散，元龟可羁，河龙可绊。石坚而朽，星华而灭，惟道兴隆，悠永靡绝。君音永浮，河水有竭。君声永流，旦光没发。余生虽后，身亦存游，士贵知已，君其勿忧。
夏侯湛：奕奕张生，秉德淑清。研深综理，思俊才英。实掌天地，幽赞神明。冠曩兴美，倾汉流声。匪唯天象，亦垂人文。有炳其犹，有铄其新。仰鉴遗籍，驰心哲人。殊世投好，百载交神。奉命南邦，行出尔涂。（阙一字）及隧首，辍驾前衢。徘徊崇碑，逍遥故墟。企仰网瞻，长怀焉如。昔在先贤，唯德作友。古而无死，愿言携手。世则兹泯，道乃（阙二字）。在珠咏隋，于璧称和。戢宝无雕，人寿几何？望兼京台，思逾俟河。
范晔《后汉书》：①崔瑗之称平子曰’数术穷天地，制作侔造化‘。斯致可得而言欤！推其围范两仪，天地无所蕴其灵；运情机物，有生不能参其智。故知思引渊微，人之上术。记曰：’德成而上，蓺成而下。‘量斯思也，岂夫蓺而已哉？何德之损乎！ ② 三才理通，人灵多蔽。近推形算，远抽深滞。不有玄虑，孰能昭晰？ ③ 若李固、周举之渊谟弘深，左雄、黄琼之政事贞固，桓焉、杨厚以儒学进，崔瑗、马融以文章显，吴祐、苏章、种暠、栾巴牧民之良干，庞参、虞诩将帅之宏规，王龚、张皓虚心以推士，张纲、杜乔直道以纠违，郎顗阴阳详密，张衡机术特妙，东京之士，于兹盛焉。
张彦远：今分为三古以定贵贱，以汉、魏三国为上古，则赵岐、刘亵、蔡邕、张衡、曹髦、杨修、桓范、徐邈、曹不兴、诸葛亮之流是也。
郑谷：张平子才高过人，性巧，明天象，善画。
归有光：贾生之通达，蔡邕之文学，张衡之精思，卓茂之循良，李膺之高节，黄宪之雅度，邓禹之功勋，有不可一二数者。
王夫之：何休、郑玄之治经术，京房、襄楷、郎顗、张衡之论治道，始以鬼魅妖孽之影响乱六籍。而上动天子，下鼓学士，曰此圣人之本天以治人也。
郭沫若：张衡（79－139）东汉末叶杰出的文学家，他的两京赋在汉代文学中有优越地位。但在天文方面，他也有独到成就。年四十时（公元117年）制成浑天仪，以观察天体运行。其后十五年，又制成候风地动仪，以测候地震。如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人敬仰。
翦伯赞《中国史纲要》：浑天说的代表人物，是东汉的太史令张衡。张衡是有名的文学家，又是反谶纬的思想家，也是杰出的科学家。
范文澜《中国通史简编》：王充的著作，有益于科学思想，张衡的发明，推进了科学知识。论衡与地动仪是东汉两大创造，王充与张衡是东汉文化界的两个伟人。
白寿彝：张衡是中国历史上一个伟大的科学家和文学家。他的文学创作反映了他在仕途生活中遭受的曲折和坎坷，他在辞赋、诗歌和散文等方面都有优秀的业绩，表现了独创性。
钱伟长：张衡创浑天学说，作浑天仪......其精巧为以前中外所未有。张衡不但对于天文有很好的成就，他还发明了候风地动仪。同时，他也是有数的文学家和艺术家。他死后崔瑗为之撰碑说他‘数术穷天地，制作侔造化。’无疑地像张衡这样人，在任何时代，统可成为一个凤毛麟角的人......张衡创造了浑天学说，说明天象的运行原则。根据他所测绘的星图——‘灵宪图’这便是现代‘假天仪’的原始鼻祖。远在机械工业发展前约二千年的祖国，竟能发明制作出这样精巧的仪器，真是惊人而值得我们崇拜了。汉代学者蔡邕参观了这个仪器，曾经有愿意终生偃卧在浑天仪里的感叹，足见张衡的伟大和浑天仪的精巧绝伦了。
赖家度：张衡在一生中，努力学习，刻苦钻研，毫不倦怠和自满，精益求精的前进。不论在知识领域的那一方面，他的造诣都是广博而精深的；文学艺术上有他的优秀作品，天文历算上有他的综合研究，机械制造上有他的特殊技巧，而在学术思想上他曾坚持着反图谶的斗争，在政治实践上他也曾有积极而进步的活动；尤其在自然科学方面，他有如浑天仪和地动仪等的空前发明。这些丰富而珍贵的劳绩，在我们祖国和全世界的科学史上都占着崇高的地位，值得我们纪念和学习。
严济慈：精仪揭天地，科圣著千秋。
《恒星物理》：张衡‘在人类文化早期发展的时期就有实验科学上的伟大发现，实为不可思议的奇迹。’
《简明不列颠百科全书》：张衡两度任太史令，是中国古代宇宙结构理论浑天说的代表。
轶事典故
《历代名画记》记载了一个关于张衡用“足趾画怪兽”的传说：张衡听说建州浦城水中有豕身人首的怪兽，于是前往画它。但这个怪兽怕人画它，所以不出来。张衡于是扔掉纸笔，怪兽就出来了，他悄悄地用足趾画下怪兽的行状。能用足趾写生，这虽然是种传说，但也可见当时张衡的画名是不低的。
