他的《浑天仪注》说天如鸡蛋,地如蛋黄处于中,天的表里有水,天地各乘气而立,载水而行,“天转如车毂(*车轮)之运”(宇宙“浑天说”);又说“周天三百六十五度、四分度之一”。我们换个角度来说,从张衡的衡天仪观测到的周天一周的度数反映出地球体的形状并不是一个正圆形,而是接近正圆的椭圆形。地球乃椭球体的观点是近代德国的天文学家、数学家弗里德里希·威廉·贝塞尔(德语:Friedrich Wilhelm Bessel,公元1784~1846年)用大地测量学的方法提出的,那已经是十九世纪的事情。对比之下,张衡的天文与数学测量成就真让后人望尘莫及。