장영실은 중국에서 온 귀화인 아버지로 집안은 노비 출신이 아니나, 어머니 신분을 따라서 장영실은 동래현의 관노로 가게되었다. 동래현의 관노로 있던 장영실은 물건 만드는 솜씨가 보통 사람을 뛰어넘었다. 장영실의 타고난 재주가 조정에까지 알려지고, 태종이 전국의 인재를 발탁할 때 장영실은 천거되었다. 이후 상의원에 소속되어 뒷날 세종이 되는 충녕대군과 더불어 천문기구 제작에 전념하게 된다. 장영실은 이미 태종 때부터 그 능력을 인정받아 궁중기술자로 종사하였다. 철을 만드는 제련과 축성 · 농기구 · 무기 등의 수리에 뛰어났다고 전한다. 세종은 왕위에 오르기 전부터 장영실의 재주를 눈 여겨 보고 있었다. 장영실은 세종이 즉위하고 얼마 안되어 1421년(세종 3년)에 천문관 관리였던 윤사웅, 최천구와 함께 중국에 파견되었다. 이들 3명은 세종이 왕립천문대 건설을 위해 특별히 발탁한 인물들이었다. 세종은 당시 세계 최고를 자랑하던 중국의 천문시설을 시찰하고 와서 이를 조선에서 재연해 주길 바랬다. 세종은 장영실이 1422년 명나라에서 돌아오자 곧바로 노비 신분에서 벗어나게 해 주고 싶었다. 1422년과 1423년 두 차례에 걸쳐 세종은 장영실에게 상의원 별좌라는 관직을 주려 했다. 그러나 조정의 반대가 극심했다. 하는 수 없이 세종은 이조판서 허조와 병조판서 조말생을 불러 의견을 물었다. 장영실의 면천 문제를 두고 허조는 “기생의 소생을 상의원에 임용할 수 없다”며 반대했고, 조말생은 ‘가능하다’라고 했다. 두 대신 간의 의견이 일치하지 않자 세종은 재차 다른 대신들을 불러 이 문제를 상의했는데, 대신 중에 유정현이 ‘상의원에 임명할 수 있다’고 하자 곧바로 장영실을 상의원 별좌로 임명했다. 이때가 1423년 무렵이다. 상의원은 왕의 의복과 궁중에서 사용하는 물품을 담당하는 기관이다. 별좌는 종5품의 문반직이었지만, 월급은 없는 무록관이었다. 상징적이었지만, 파격적인 조처였다. 이후 장영실은 종3품 대호군의 지위에까지 오르게된다. 노비 출신이 종3품 벼슬에 오른다는 것, 그리고 문신 중심의 사회에서 일개 기술자가 그 높은 벼슬에 오른다는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 이렇게 많은 발명품을 남긴 위대한 과학자 장영실은 언제 죽었는지는 기록은 없고 충남 아산에 그의 묘가 있다.

장영실의 주요 발명품

1.혼천의
천체의 운행과 위치 그리고 적도 좌표를 관찰하는데 쓰이던 천체 관측기구로서 혼의 또는 선기옥형이라고도 부른다. 1432년(세종14년) 세종대왕의 명에 의하여 정인지, 정초, 등이 고전에 의거하여 제작에 착수하였고 1433년(세종15년) 장영실, 이천에 의하여 완성되었다.

2.관천대
조선시대 관측 천문대로 현재 창경궁에 관천대 등 2개가 남아 있다.

3.앙부일구(오목해시계)
햇빛의 그림자로 시간을 재는 시계로서 일명 해시계 또는 앙부일영이라고 한다. 1334년(세종16년) 세종대왕의 명으로 장영실이 제작하여 흠경각에 처음 설치하였다.

4.자격루(물시계)
1434년(세종16년)에 장영실 등이 제작한 물시계로서 우리나라에서는 처음으로 저절로 움직여 시간을 알려주는 장치를 부착제작하였던 것이다. 이 자격루는 1536년(중종31년)개량되었으나
지금은 복잡한 자동시보장치가 없어지고 3개의 파수호와 2개의 수수통만 남아 덕수궁에 보존되어 있다.

5.간의
1276년 중국 원나라때 처음 만들어져 1437년 오늘날의 천문관측기기와 같은 원리로 개량된 천문기기로서 행성과 별의 위치를 정밀하게 측정할 수 있으며 임진, 정유왜란으로 유실된 후 최초로 복원되었다.

6.규표
일년의 길이가 정확히 몇날인가와 24절기를 알아내기 위해 사용하던 도구이다. 수직으로 세운 막대 표의 그림자 길이를 기준으로 동지, 하지, 춘분, 추분이라하고 나머지 20개 절기를 그 사이에 약 15일 간격으로 배열한 것이다.

7.수표
1441년(세종23년)에서1442년에 걸쳐 제작, 서울 청계천과 한강에 설치한 하천 수위 측정계이다. 세종대의 처음 수표는 나무 기둥에 자, 치, 푼의 길이를 표시하고 돌기둥 사이에 묶어 하천에 세운 반목재였으나 그 후 석재로 개량하였다.

8.측우기
비가 내린 양을 재는 기구로 1441년(세종23년) 발명된 세계 최초의 우량계이다. 그 이후 서울과 지방에 이를 설치하여 우량을 기록하게 하였으며 농사에 참고케 하였다.

9.풍기대
바람 방향과 세기를 측정하는 바람 깃발이다. 이는 우리 손으로 만든 독특한 기상관측기기의 하나이다.

10.일구대
암부일구(해시계)를 올려 놓은 받침대로 그 위에 글 모르는 백성을 위하여 12 동물로 시각을 그려 놓은 앙부일구를 제작 설치하였다. 이는 우리나라 최초의 공중시계였다는 데 그 의의가 크다.

11.일성정시의
1437년(세종19년)에 이천, 장영실 등이 만든 천문기기로 밤과 낮의 시간을 측정할 수 있는 시계이다.

12.활자(갑인자)
갑인자는 1434년(세종16년)에 왕명으로 이천 등이 제작한 동활자로 일명 "위부인자"라고하며, 현재 전해지지 않고 다만 인쇄본이 전해지고 있다.