值得一提的是，张衡设计的地动仪，也体现了他的自然哲学。地动仪形似酒樽（卵形），直径和浑象一样大，象征浑天说的天；立有都柱的平底，表示大地，笼罩在天内；仪体上雕刻的山龟鸟兽等可能象征山峦和青龙、白虎、朱雀、玄武等二十八宿，所刻篆文大约是乾坤震巽坎离艮兑，表示八方之气；八龙在上象征阳，蟾蜍居下象征阴，构成阴阳上下的动静辩证关系；都柱象征天柱，居于顶天立地的地位。如果结合当时的天体理论与哲学思想，以及张衡本人对天文学的研究成就，不难发现地动仪的思想因由。
二、对电和磁性的认识
雷电是自然界中常见的现象。关于雷电的记载，中国古代文献很早就有。如“雷电相薄”[5]“雷雨作而百果草木皆甲柝”[6]“雷不发而震”[7]“雷电击伯夷之庙”[8]“三月癸酉大雨震电。震，雷也；电，霆也”[9]，等等。但是，由于受到当时生产力和科技发展水平的限制，人们对于雷电这样的自然现象一时还难以作出正确的解释。秦汉时期，人们对于雷电的性质及其原因也作了初步的探索。《淮南子·坠形训》记载：“阴阳相薄为雷，激扬为电。”这是用阴阳学说来解释雷电。东汉时期的王充也说：“盛夏之时，太阳用事，阴气乘之。阴阳分争，则相较轸，较轸则激射。”他基本上继承了《淮南子》的观点。从科学的角度讲，这种对于雷电的性质及其起因的解释是欠深刻的，主要还是对这一现象的描述。但是，这种用阴阳学说解释雷电产生原因的观点，却是中国古代在这方面最流行的一种见解。