汉族，1926年3月1日出生于湖南长沙，中国共产党党员，雷达与电子技术专家，少将，中国工程院院士，中国航天科技集团公司科技委顾问。

1951年获得清华大学电机工程系学士学位；1995年，当选为中国工程院院士。

长期从事雷达技术研究工作。

1951年参加抗美援朝，奉命到前线去解决雷达抗干扰问题，与同事采用快速变频等技术，排除了干扰。接着，在通信兵部建立了全军雷达干扰与抗干扰领导小组和电子对抗研究室，领导小组进行了部队抗干扰训练和福建前线对台电子侦察，电子对抗研究室装配和研制了成套的设备，装备了部队。

20世纪60年代，参加中国航天事业创建，主持研制中国第一代防空导弹红旗二号制导雷达，具有抗干扰性能，批量装备部队，成功击落美国U-2高空侦察飞机。

20世纪70年代，进行反导系统雷达的总体设计，突破相控阵雷达多项关键技术，研制了导弹精密跟踪雷达和卫星超远程引导雷达，任总设计师研制微波统一测控系统，攻克多副载波、多种调制、精密测角测速测距和遥控遥测技术，完成了中国第一颗地球同步通信卫星的发射和定点。

20世纪90年代以后，张履谦参加十多种卫星的立项论证、技术攻关，完成研制和发射任务，张履谦参加中国载人航天、空间站和探月工程的论证和顶层谋划，提出采用陆地建站、海洋出船、节点监控、中继卫星和国际兼容的测控网方案建议，参加测控设备的技术攻关，参加探月工程的总体设计，研究月地信息传输，对落月及月地返回技术进行风险评估，为探月工程做了大量工作，参加中国国防专项工程的方案设计和评审，进行信息传输的抗黑障研究。