公元132年（陽嘉元年），張衡在太史令任上發明了最早的地動儀，稱為候風地動儀。據《后漢書·張衡傳》記載：地動儀用精銅鑄成，圓徑八尺，頂蓋突起，形如酒樽，用篆文山龜鳥獸的形象裝飾。中有大柱，傍行八道，安關閉發動之機。它有八個方位，每個方位上均有一條口含銅珠的龍，在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生，該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中，由此便可測出發生地震的方向。
經過試驗，與所設制，符合如神，自從有書籍記載以來，是沒有過的。曾經一龍機發，地不覺動，雒陽的學者都責怪不足信，幾天之后，送信人來了，果然在隴西地發生地震，眾人于是都服其神妙。自此之后，朝廷就令史官記載地動發生的地方。