《归田赋》是一篇短赋，是他不得志欲归隐时写的，其中写隐居之乐一节，在旧社会里曾引起许多羁宦的知识分子向往。他的抒情之作以《四愁诗》成就最高。据旧序，张衡晚年为河南相，这时，“天下渐敝，郁郁不得志”，他就作了《四愁诗》。诗分四章，写他的“所思”在“泰山”、“桂林”、“汉阳”、“雁门”等“远道”，但都有所障碍，而不能致。
以一种情诗的形式寄托了他的政治怀抱。旧序说：“屈原以美人为君子，以珍宝为仁义，之水深雪雰为小人，思以道术相报，贻于时君，而惧谗邪不得以通。” 可以说明这首诗的旨意。
这首诗虽然具有这样的旨意，但它继承了《楚辞》的比兴作法，把它写成了一首很妙的情诗，写得意绪缠绵，感慨情深，很能动人：
“我所思兮在泰山，欲往从之梁父艰，侧身东望涕沾翰。美人赠我金错刀，何以报之英琼瑶。路远莫致倚逍遥，何为怀忧心烦劳？
“我所思兮在桂林。欲往从之湘水深，侧身南望涕沾襟。美人赠我琴琅玕，何以报之双玉盘。路远莫致倚惆怅，何为怀忧心烦伤？
“我所思兮在汉阳。欲往从之陇阪长，侧身西望涕沾裳。美人赠我貂襜褕，何以报之明月珠。路远莫致倚踟蹰，何为怀忧心烦纡？
“我所思兮在雁门。欲往从之雪雰雰，侧身北望涕沾巾。美人赠我锦绣段，何以报之青玉案。路远莫致倚增叹，何为怀忧心烦惋？”
它是一首七言诗。在它以前，《诗经》和宋玉的《招魂》、荀卿的《成相篇》等，有一些七言诗句。汉代韵文七言句渐多，但通篇都是七言而又首尾完整的作品，当以这首诗为最早。