장형은 중국 중원지구 하남성 남양현(南陽顯) 출신이다. 어려서부터 진취심이 강하고 글짓기에 남다른 재주를 보였던 장형은 17세에 고향을 떠나 장안에 가서 그곳에서 역사유적지, 인정, 풍속, 사회경제 상황에 대한 고찰을 진행하였다. 전도유망한 장형은 젊은 시절에 수도 낙양에서 태사령(太史令 )직을 담당하였고 후에는 또 시중(恃中 ), 하간상(河間相 )등 관직에도 올랐었다.

    장형은 젊은 시절에 자연과학 특히는 천문학에 남다른 취미를 갖고 있었다. 그는 명예와 이익을 초개같이 여겼다. 그는 일찍 두번이나 관직을 버리고 3년 동안 철학, 수학, 천문학을 연구하면서 대량의 지식을 축적한 후 책을 쓰기 시작하였다.

  2천년 전 중국의 한나라(漢代 )시기에 우주의 구조에  관한 이론은 아주 풍부하였다. 당시에는 주로 개천설(盖天說), 혼천론(渾天倫 ) , 선야설(宣夜說 ) 3개 학파가 있었는데 장형은 혼천설의 대표 인물이었다. 그는 하늘은 계란과 같고 땅은 계란 노란자위에 비유할수 있는바 하늘은 크고 땅은 작으며 천지는 乘氣爾立하고 載水二浮 한다고 인정하였는데 이 이론은 당시 아주 진보적이였다. 천지의 기원과 진화에 대한 장형의 대답도 변증사상이 반영되여 있었다. 그는 천지는 분리되기 이전에는 아주 혼탁하였고 분리되고 나서는 가벼운 물체는 위로 떠서 하늘로 올라가고 무거운 물체는 가라앉아서 땅이 되였다고 인정하면서 하늘은 양기이고 땅은 음기로 두기가 상호 작용하여 천지만물을 창조하였다고 인정하였다. 장형은 또한 거리의 변화로 행성운행의 속도를 해석하였다. 근대과학은 행성운동의 속도는 행성과 태양과의 거리와 관계된다는 점을 증명하였다. 이는 장형의 해석이 아주 합리적이였다는 것을 알 수 있다.

  장형은 이론연구에 관심을 가졌을 뿐만아니라 실천도 중요시 하였다. 그는 일찍 혼천의(渾天儀), 후풍지동의(候風地動儀 )를 설계하였는데 후풍지동의는 세계 사상 최초의 지진감지 장치였다. 기원 138년 장형은 이 지진 감지기로 섬서에서 발생한 한차례 지진을 성공적으로 기록하였다. 혼천의는 지금의 지구의(地球儀) 같은 것으로써 다른 한 과학자가 발명한 것을 후에 장형이 일부 개진하여 보다 완벽하게 만든 것이다. 치륜체계(齒輪系統)를 이용하여 천구의(天球儀)와 물시계(計時漏壺)를 결합시킨 이 기기는  물시계가 물방울을 떨어뜨리면 천구의가 규칙적으로 돌아가게 되어 있는데 사람들은 집에서 천구의만 보아도 몇시에 어느 별이 어느 위치에 있다는 것까지 알 수 있었다.

  그밖에도 장형은 많은 구체적인 천체 현상에 대해서도  관찰하고 분석하였다. 그는 중국 중원지역에서 볼 수 있는 별은 약 2,500개 라고 통계해 냈으며 월식의 원리를 기본상 장악하였다. 또한 그가 측정한  태양과 달의 각도 직경도 상당히 준확하였다. 장형은 아침과 저녁의 태양의 크기는 똑같다. 아침과 저녁에 크게 보이고 정오에 작아 보이는 것은 광학 작용일 따름이다. 아침과 저녁에 관측자가 처한 환경은 비교적 어둡다. 어두운데서 밝은 곳을 바라보면 커 보이기 마련이고 정오에는 천지가 모두 밝기 때문에 하늘에 있는 태양도 작아 보이는 것이라고 인정하였다. 장형의 이와같은 해석은 전면적이 못되기는 하지만 일정한 도리를 갖고 있는 것만은 사실이다.

  장형은 천문학가일 뿐만아니라 동한 시기의 저명한 문학가이기도 하다. 그는 그림그리기에서도 출중한 재능을 지니고 있었는바 당시의 6대 명화가로 꼽혔다.중국 사기(史記 )의 기재에 의하면 장형은 일생 동안에 과학, 철학, 문학 면의 저서 33편을 남겨 놓았다. “응한부( 應閑賦)”는 장형의 인간성과 치학(治學) 태도가 반영되여  있고 “사현부(思玄賦 )”는 인류가 별나라에 가서 여행하는 환상곡으로써 중국 조기의 과학 환상 작품이라고 할 수 있다. 그 밖에 “동경부( 東京賦) ”, “서경부(西京賦 )”는 장형의 대표작으로써 오늘까지 전해져 내려오고 있다. 이 두편의 작품에서 장형은 낭만적이고 과장적인 수법으로 동경(지금의 섬서성 서안)과 서경(지금의 하남성 낙양)의 경치를 섬세하게 묘사하고 그곳의 풍속과 인정에 대해 감칠맛나게 서술하였다. 그 중에서도 각종 민간기예(民間技藝) 표현에 대한 서술은 진귀한 중국 고대 교예예술의 역사자료로 되고 있다.