东汉南阳西鄂人，字平子。
少善属文，通《五经》，贯六艺，尤致思于天文、阴阳、历算。
安帝时征拜郎中，迁太史令。
顺帝初，复为太史令。
后迁侍中。
永和初，出为河间相，整法令，有政绩。
征拜尚书卒。
创制世界最早以水力转动之浑天仪，并于阳嘉元年制造测定地震之候风地动仪。
所著《灵宪》，力图解答天地起源演化，又用距离变化解释行星运行迟疾。
又于中国历史上首次正确解释月蚀原因，指出月光为日光之反照。
和帝永元间作《东京赋》、《西京赋》，后又有《应间赋》、《思玄赋》等。
有辑本《张河间集》。