Uma ligação fosfoéster é uma ligação entre o átomo de fósforo de um grupo fosfato e um átomo de oxigênio. As ligações fosfoéster não devem ser confundidas com as ligações fosfodiéster, que consistem em duas ligações fosfoéster entre um grupo fosfato e dois átomos de oxigênio.
As ligações fosfester são muito importantes na bioquímica, pois são essenciais para as ligações fosfodiéster que formam a estrutura do açúcar fosfato de dois ácidos nucléicos: DNA e RNA. As ligações fosfoéster são ligações covalentes fortes, de modo que a estrutura do ácido nucleico não se quebra facilmente. No entanto, existem enzimas que são chamadas de fosfodiesterases. Essas enzimas quebram as ligações fosfodiéster nos ácidos nucléicos.