“太素之前，幽清玄静，寂寞冥默，不可为象。厥中惟虚，厥外惟无，如是者永久焉。斯为之溟滓，盖乃道之根也。道根既建，自无生有。太素始萌，萌而未兆，并气同色，浑沌不分。故《道德》之言云：‘有物混成，先天地生’。其气体固未可得而形，其迟速固未可得而纪也。如是者又永久焉。斯谓庞鸿，盖乃道之干也。道干既育，有物成体。于是元气剖判，刚柔始分，清浊异位，天成于外，地定于内。天体于阳，故圆以动；地体于阴，故平以静。动以行施，静以化合，堙郁构精，时育庶类，斯为太元，盖乃道之实也”。--张衡《灵宪》
天地万物是怎样起源的，又是怎样发展的，这个问题是宇宙观的核心。“在人类的认识史中，从来就有关于宇宙发展法则的两种见解，一种是形而上学的见解，一种是辩证法的见解，形成了互相对立的两种宇宙观”。（《毛泽东选集》第一卷《矛盾论》）唯物辩证的宇宙观是对宇宙发展法则的正确和科学的见解，唯心主义形而上学的宇宙观是对宇宙发展规律歪曲和颠倒的反映。
早在春秋战国时期，就有人试图从物质变化本身来阐述天地的起源问题，但由于受到历史条件的限制，古代人关于天体演化思想只能是很朴素、很幼稚的。他们主要借助于猜测和想象，常常带有浓厚的神话色彩，但是有时也有一些很精辟的见解，在中国古代天体演化思想中依稀可以找到某些现代天体演化理论的影子。中国古代的天体演化思想又可称为开天辟地说，它是一种解释天地是如何产生的学说。
汉代唯心主义思想家董仲舒提出了“天不变，道亦不变”的形而上学宇宙观，把不断发展变化的宇宙看成是僵死的、不变的。把天看成是至高无上的神，把阴阳五行以及由此而产生的春夏秋冬的自然交替和万物的生长盛衰都说成是“天之志也”。从而以神灵的意旨取代宇宙发展的客观规律，把科学变成宗教神学恭顺的奴婢。与董仲舒形而上学的“天人感应”神学宇宙观相反，汉代的唯物主义思想家把天看成是自然的天，物质的天。他们根本否认天是什么“百神之大君”、“人之曾祖父”，而是拨开宗教神学的迷雾，从宇宙自身的发展变化来观察了解宇宙。他们充分利用先秦以来汉代天文学的成就，提出具有朴素唯物主义的宇宙结构观念和天体演化学说。张衡的天体演化思想正是古代朴素唯物主义的一个杰出代表，他深入地探讨了宇宙的本源问题，用他自己的话来说，就叫做“寻绪本元”，“思在化之所原”。
张衡所著的《元图》和《灵宪》是两部集中反映他的哲学宇宙观的重要著作。张衡在这两部著作中，继承了春秋战国至汉代的唯物主义传统，提出了“太治”、“太”、“太素”、“元气”等哲学范畴，以论述宇宙万物的起源。他说：“元者，无形之类，自然之根，作于太始，莫之与先”。所谓“自然之根”，就是指天地万物的根源。这里，张衡明确地指出：天地万物最早的起源，既不是什么上帝、神灵的旨意，也不是什么绝对的理论，而是“无形之类”的“元”，也就是太始。
在张衡看来，天地的生成可分为三个阶段。第一阶段称作“溟滓”，这就是早就存在的几何空间。“厥中惟虚，厥外惟无”，整个空间一片沉寂，什么物质性的东西都没有。但是，存在着宇宙万物变化发展的规律。有了这个基础，就能从无产生出有来。首先产生的是各种不同的物质性元气，互相混合在一起，不断地运转，浑沌不分。这就是第二阶段，称作“庞鸿”。又经过很长的时间，这团元气清浊逐渐分开，天在外面形成了，地在里面定下了。天地构合精气，生育出万物来。这个阶段称作“太元”。于是，在天上形成了各种天体，地上产生了万物。张衡认为天地万物是从原始的浑沌未分的元气发展而来的。元气是物质性的，其中包含不同质的阴气和阳气，自然现象的千差万别及相互影响，体现了阴阳二气具有的不同物质性能及其相互作用。这是一种原始唯物主义的宇宙发生论和万物生成说。张衡的这种从无到有从小到大的宇宙生成理论，不但符合物质世界的发展规律，而且也符合物质不灭的先进定律，比起18世纪驰名世界的德国康德所创造的星云学说早了1600多年。