公元139年（永和四年），张衡逝世，享年六十二岁。
公元1009年（宋徽宗大观三年），张衡因算学方面的成就被北宋追封为西鄂伯。
后世称张衡为“木圣”（科圣）。为了纪念张衡的功绩，联合国天文组织于1970年将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”，又于1977年将小行星1802命名为“张衡星”，2003年，国际小行星中心为纪念张衡及其诞生地河南南阳，将小行星9092命名为“南阳星”。
