张衡墓座落在南阳市卧龙区石桥镇小石桥村西北约300米处，墓高8米，周长62米，四周围绕八角形围墙。
墓前竖立前中科院院长郭沫若撰写的碑文一通。其阳刻为郭沫若同志撰写的张衡简历，阴刻为中共南阳县委撰写的张衡传略。两侧竖立明、清《汉徵尚书张平子墓》碑各一方。墓后150米处有平子读书台遗迹，墓东夏村为平子故里。墓园现已辟为张衡博物馆，中轴线上有：双阙、大门、小拱桥、石象生、拜殿、张衡塑像、墓冢等；两侧有门房、廊房、浑天仪、地动仪模型，四隅有角楼，整体仿汉代建筑。
