地動儀的原理是力學上的慣性原理。地動儀有八個方位，分別是東、南、西、北、東南、西南、東北、西北，每個方位上均有口含龍珠的龍頭，在每條龍頭的下方都有一隻蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生，該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中，由此便可測出發生地震的方向。
地動儀原理
地動儀是中國漢朝東漢科學家張衡創造的傳世傑作。張衡所處的漢朝東漢時代，地震比較頻繁。據《後漢書·五行志》記載，自和帝永元四年到安帝延光四年的三十多年間，共發生了二十六次大的地震。地震區有時大到幾十個郡，引起地裂山崩、房屋倒塌、江河氾濫，造成了巨大的損失。
為了掌握全國地震動態，他經過長年研究，終於在陽嘉元年發明了候風地動儀──世界上第一架地震儀。當時利用這架儀器成功地測報了西部地區發生的一次地震，引起全國的重視。這比起西方國家用儀器記錄地震的歷史早一千七百多年。
地動儀無法記錄發震時刻，更無法記錄震級。因此，從現代地震學的角度來看，候風地動儀並不能記錄地震，不是地震儀。候風地動儀不是地震預測儀，它只有在地震發生之後才起作用，只不過能比從驛卒更早地通知京城的人士。
