张衡于元初三年(公元117年)发明并制造了漏水转浑天仪。它是一种演示浑天说的仪器。这台仪器是一个球形，用jīng铜铸造而成，直径4尺余，代表天球，可绕天轴转动，上刻有二十八宿，中外星官以及huáng道、赤道、南极、北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等。张衡利用齿轮系统将浑象和漏壶相连，用漏壶滴出的水作为动力启动齿轮，浑象在其带动下绕轴转动，就这样，浑象便周而复始的自动转动起来。通过选择适当的齿轮个数和齿数，使浑象一昼夜与地球自转速度相一致，以演示星空的周日运动，如恒星的出没和中天等。人们通过对它的监测，可以知道日月星辰和节气的各种变化。它还有一个附属机构叫做“瑞轮萤荚”，是一种机械日历，是用来显示yīn历的日期和月亮的圆缺变化的。因为浑天仪是用刻漏流出的水推动的，所以可知张衡的刻漏技术也很高明。
从张衡开始，我国诞生了一个制造水运仪象的传统。由于直到二十世纪下半叶原子钟发明和采用之前，时间的计量都是以地球的自转，也即天球的转动为基础的，因此，张衡的发明实际上就成为后世机械钟表的原始鼻祖。
《灵宪》是一篇杰出的天文学著作。它对当时的天文学知识作了jīng要的概括和重大的发展。当时，中国并存着几种宇宙结构理论，而以盖天说和浑天说最为流行。张衡是主张浑天说的。在《灵宪》开篇就说，“昔在先王，将步天路，……先准之于浑体”，明指天是个球体。天这个球是从东向西不停转动的，地这个半球却在天内静止不动。张衡还认为天并不是整个物质世界的边界。《灵宪》说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。字之表无极，宙之端无穷。”在天之外还有无限广漠的宇宙世界，不过人们还不知道那些地方罢了。
在《灵宪》中，张衡还谈到了对宇宙演化、日月和五星的看法。他明确指出了朔望现象取决于月亮和太阳之间的相对位置，以及形成月食的原因，并对行星运动的规律作出了自己的猜测，即他已经知道三外行星速度比太阳(实即地球)慢，而二内行星则比太阳快。他还观测到“行迟者觌于东”，即三行星都是先在早晨从东方地平线上出现。这比哥白尼早了14个世纪。张衡还观察到了陨石，并对恒星進行了观测、命名综合(其他前人所定的星官)和计数工作。张衡所定的星官体系甚至比后来三国时陈卓综合石氏、甘氏和巫咸三家星官而成的星官体系还要庞大。后者只有星官 283官，星数1464星。
在历法上，东汉章帝时开始采用《四分历》，以纠正西汉时使用的《太初历》的疏误，《四分历》在天文数据和计算方法等方面都有许多改進。东汉末年刘洪的《乾象历》中出现了定朔概念。定朔概念的产生是中国历法史上的一大進步。
* 丝织业
东汉丝织品的种类繁多，花彩复杂。东汉杨孚在《异物志》中记载了居住在南方的人们，利用芭蕉叶等野生植物纤维织成高质量的织物。东汉许慎《说文解字》的「纟」(纟即丝)部有二百四十八字之多，足见当时织染工艺的发达。
* 铸铜业
东汉时期的铸铜业仍有发展。官府在许多重要铜矿区设有冶铜场或铸铜作坊，制作皇家或官府使用的铜器。私人经营冶铜业的也很多。
当时的铸铜业遍及全国，最著名的地区有广汉、蜀郡、朱提等地。产品有博山炉、铜镜等，主要是生活用具。有的制作jīng致，花纹工巧，还有饰以鎏金、错以金银的。有些甚至带有“朱提造”、“堂láng(今云南东川)造”、“青蛉(今大姚)造”等铭文，注明产地;花纹则有双鱼、羊、鼎等图案，或铸有祝福吉祥、富贵的话语。
* 机械业
公元31年，东汉已用水排鼓风炼铁。水排是用卧式(或立式)水轮带动皮囊鼓风的机械装置，这是机械工程史上的重要创造，比欧洲类似机械早约一千二百年。
根据史料记载，科学家张衡还制造过一种能飞的木鸟，类似今天的模型飞机。《广博物志》引《文士传》云：“张衡尝作木乌，假以羽翮，腹中施机，能飞数里。”可以说这是世界上第一个机械飞行器。
张衡还做过一种有三个轮子的器械，《傅子》云：“张衡能令三轮独转。”张衡在所作《应间》中也说：“参轮可使自转。”今人孙文青《张衡年谱》引宋王应麟的话，认为是记里鼓车。记里鼓车的特点是能反映车所行经的里程，与“独转”、“自转”所qiáng调的似乎是两回事。或许，这更象是一架风车，或水磨，因为它们是借助于自然的风力或水力驱动的，故仍可称之为“自转”。
公元186年，东汉已开始使用“翻车”(龙骨水车)提水。龙骨水车是重要的灌溉工具之一。
* jiāo通工具
公元121年成书的东汉许慎的《说文解字》中载有：“……一曰一轮车，……”四川成都扬子山二号墓出土的东汉画象砖上有独轮车的图画，这些都表明东汉时人们已使用独轮车，独轮车是古代重要的运输工具之一。考古发现，战国末年至西汉初我国已使用铜和铁铸造的齿轮，东汉初年还有了人字齿轮。
在造船业上，也有了较大的规模和较高的技术水平。西汉时就已经可以建造宽6-8米、长30米、载重50-60吨的木船。至迟到东汉，船舵已然发明。广州东汉墓出土的陶船模型上有舵。舵的发明是造船技术上的重要進步，欧洲一千多年后才有船舵。
* 造纸术
造纸术的改良者为东汉和帝时中常侍蔡伦。蔡伦利用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列工艺加工，造成了纸，于永元十七年(105年)献给和帝。他造的纸称“蔡侯纸”。但在东汉、三国时期，纸并未普遍使用，人们的书写材料仍以简牍和缣帛为主。到了晋朝，造纸术传到长江流域，那里有丰富的造纸原料，也产生了较好的纸张，才得普遍推广。
* 医学
东汉著名的医学家张仲景，有感于东汉末年瘟疫流行造成的巨大危害，在总结前人的基础上，结合自身的临chuáng经验，于东汉末年撰成了《伤寒论》和《金匮要略》，这两部专著的重大贡献在于：一、提出了运用理法方药、辨证论治的治疗原则，特别提出了六经辨证的学说，就是依照热性病发病初、中、末期各种的临chuáng表现和不同治疗的反应与结果，分成辨太阳病、辨阳明病、辨少阳病、辨太yīn病、辨少yīn病、辨厥yīn病脉证并治，还有“平脉法”、“辨脉法”、“伤寒例”、辨霍乱病、辨yīn阳易差后劳复脉证并治。二、发展了方剂学，共363余方，配方十分严谨，药味jīng练，疗效显著，其方剂被推为“经方”，称为“众方之祖”。三、在病因和发病学上，提出了经络受邪入脏腑论点和血瘀、房室、外伤三因学说。这使中医理论和实践经验不断丰富，并提高到了一个新的水平，后世称张仲景为“医圣”。
《伤寒论》被认为是一部划时代的临chuáng医学巨著，后被翻译成多种外文。