Хэн изобрел первый в мире небесный глобус (армиллярную сферу), который приводился в движение водой. Он усовершенствовал водные часы, используя дополнительную емкость, и изобрел первый в мире сейсмограф, который регистрировал подземные толчки на расстоянии 500 км.
Будучи одним из спутников императора Шуня, Хэн попытался убедить его, что придворные евнухи представляют реальную угрозу для императорского двора. Он перечислил Шуню примеры прошлых придворных интриг с участием евнухов и настаивал на том, чтобы ограничить их влияние. Евнухи попытались оклеветать Чжана.
Хэн изобрел первый в мире небесный глобус (армиллярную сферу), который приводился в движение водой. Он усовершенствовал водные часы, используя дополнительную емкость, и изобрел первый в мире сейсмограф, который регистрировал подземные толчки на расстоянии 500 км. Хэн также улучшил предыдущий китайский расчет формулы числа пи, предложив два эквивалента.
Хэн внес около 2500 звезд в свой обширный звездный каталог. Он выдвинул теорию о Луне и ее отношении к Солнцу, а именно обсуждал сферичность Луны и отражение солнечного света одной из ее сторон. Хэн также высказывался о природе солнечных и лунных затмений. Его восторженные речи (фу) и поэзия (ши) обрели известность и позже цитировались китайскими писателями. Чжан получил много посмертных наград за свои знания и изобретательность. Некоторые ученые признают его эрудитом и мыслителем-энциклопедистом.
Чжан Хэн, выходец из знатной, но не очень богатой семьи, родился в округе Наньян (Nanyang) в 78 г. Его отец, обедневший чиновник, умер, когда Хэну было десять. Его воспитывали бабушка и мать, и в 95 г. юноша покинул родные края и направился в древние столицы Чанъань (Chang'an) и Лоян (Luoyang). Проучившись несколько лет в императорской академии Taixue, Хэн стал хорошо разбираться в классической литературе и подружился со знатными особами, включая математика и каллиграфа Цуя Юаня (Cui Yuan) и философа Вана Фу (Wang Fu).
В 23 года Чжан вернулся домой, перед этим скромно отклонив заманчивые предложения занять несколько почетных должностей. Он стал отвечать за ведение документации при правлении губернатора Бао Де (Bao De) и приобрел немало опыта в составлении официальных документов. В это же время Хэн много времени уделял сочинению рапсодий и получил должность министра финансов. Примерно в 30 лет Хэн начал свои исследования в области астрономии и стал публиковать свои математические труды.
В 112 г. Чжан был вызван к императору Хану (Han), наслышанному о его учености, и вскоре математик стал работать при императорском секретариате. Он был повышен до главного астронома и провел в должности два срока, сначала в 115-120 гг, а затем в 126-132 гг. При Хэне усложнился тест на грамотность для всех претендентов в императорский секретариат и цензорат, и отныне всем кандидатам было необходимо знать, по меньшей мере, девять тыс. китайских иероглифов и все основные стили письма. К 55 годам Чжан входил в шестерку высших сановников.
В 123 г. он выступил против принятия некоторых апокрифических учений, которые привели бы к изменению в китайском календаре. Будучи одним из спутников императора Шуня (Shun), Хэн попытался убедить его, что придворные евнухи представляют реальную угрозу для императорского двора. Он перечислил Шуню примеры прошлых придворных интриг с участием евнухов и настаивал на том, чтобы ограничить их влияние. Евнухи попытались оклеветать Чжана, который ответил на их выпады произведением 'Contemplating the Cosmos' ('Созерцая Космос'). Как бы то ни было, противникам удалось посеять сомнение в сердце императора, и Хэн в 136 г. был выслан в удел Хэцзянь (Hejian), где служил канцлером.
В другом своем стихотворении под названием 'Four Sorrows' ('Четыре печали') Хэн сетовал на то, что был не в состоянии соблазнить красивую девушку из-за того, что в дороге столкнулся с такими препятствиями, как горы, снега и реки. Некоторые утверждают, что этот стих был своего рода инсинуацией, намекающей на его неспособность поддерживать связь с императором из-за недостойных соперников и мелочных мужчин. 'Четыре печали' также интересно тем, что стало одним из первых стихотворений, в каждой строке которого использовалось по семь слов.
Чжан Хэн умер в 139 г. В его честь назван лунный кратер Chang Heng, астероид 1802 Zhang Heng и минерал Чжанхэнит (Zhanghengite).