Uma ligação fosfodiéster é a ligação entre dois açúcares desoxirribose ou ribose em nucleotídeos adjacentes. As ligações de fosfodiéster constituem a espinha dorsal de uma fita de ácido nucléico desoxirribose, ou DNA.
Uma ligação fosfodiéster consiste em um átomo de fósforo e duas ligações éster. As ligações fosfodiéster são ligações covalentes fortes e resistentes ao ataque. Essas ligações estabilizam a estrutura do DNA e evitam que ele seja degradado e quebrado. O DNA contém o código genético na forma de nucleotídeos para cada célula. Este código deve ser lido em uma ordem específica para que a célula funcione e se desenvolva adequadamente. A estrutura do DNA mantém os nucleotídeos no lugar usando ligações fosfodiéster. Os grupos fosfato nessas ligações são carregados negativamente e fazem com que os fosfatos se movam para as extremidades opostas da fita de DNA. Os fosfatos são neutralizados por proteínas chamadas histonas. Os fosfatos também podem ser mantidos no lugar por íons metálicos e poliaminas. As ligações fosfodiéster são criadas ligando o fosfato e dois grupos hidroxila livres de uma molécula de desoxirribose. Essa ligação contínua cria uma cadeia, também conhecida como a espinha dorsal do DNA. Para que as ligações fosfodiéster se formem, os pirofosfatos, compostos como sais e ésteres, devem se separar e catalisar a reação.