天地各自形成，阴阳四时变化而生万物。天圆地平，天是一个中空的球体，地是半球体，上平下圆，处于天体下半部。八极约长二亿三万二千三百里，南北少一千里，东西多一千里，天地距离和地的厚度，都等于八极的一半。他指出宇宙是无穷无极的，肯定时间与空间的无限性，提出以「气」为基本的自然观，人是元气的聚合，如水之凝结为冰，人死是元气消散，如冰块融化为水，复归于元气，与自然成为一体。
数学.130年前后，张衡完成推算圆周率。根据三国时刘徽《九章算术注》，张衡认为立方体及其内接球体积之比，是8:5，由此