Một liên kết phosphodiester là liên kết giữa hai đường deoxyribose hoặc ribose trên các nucleotide liền kề. Các liên kết photphodiester tạo nên xương sống của một chuỗi axit nucleic deoxyribose, hoặc DNA.
Một liên kết photphodiester bao gồm một nguyên tử photpho và hai liên kết este. Liên kết photphodiester là liên kết cộng hóa trị mạnh và có khả năng chống lại sự tấn công. Các liên kết này ổn định cấu trúc của DNA và ngăn nó không bị phân hủy và phá vỡ. DNA chứa mã di truyền ở dạng nucleotide cho mọi tế bào. Mã này phải được đọc theo một thứ tự cụ thể để tế bào hoạt động và phát triển đúng cách. Cấu trúc của DNA giữ các nucleotide tại chỗ bằng cách sử dụng các liên kết phosphodiester. Các nhóm photphat trong các liên kết này mang điện tích âm và làm cho các photphat di chuyển đến các đầu đối diện của sợi DNA. Các phốt phát được trung hòa bởi các protein gọi là histon. Phốt phát cũng có thể được giữ tại chỗ bởi các ion kim loại và polyamine. Liên kết photphodiester được tạo ra bằng cách liên kết photphat và hai nhóm hydroxyl tự do của phân tử deoxyribose. Sự liên kết liên tục này tạo ra một chuỗi, còn được gọi là xương sống của DNA. Để liên kết photphodiester hình thành, các pyrophotphat, các hợp chất như muối và este, phải phá vỡ và xúc tác phản ứng.
