Un enlace fosfodiéster es el enlace entre dos azúcares de desoxirribosa o ribosa en nucleótidos adyacentes. Los enlaces fosfodiéster forman la columna vertebral de una cadena de ácido nucleico de desoxirribosa, o ADN.
Un enlace fosfodiéster consiste en un átomo de fósforo y dos enlaces éster. Los enlaces fosfodiéster son enlaces covalentes fuertes y resistentes al ataque. Estos enlaces estabilizan la estructura del ADN y evitan que se degrade y rompa. El ADN contiene el código genético en forma de nucleótidos para cada célula. Este código debe leerse en un orden específico para que la celda funcione y se desarrolle correctamente. La estructura del ADN mantiene los nucleótidos en su lugar utilizando enlaces fosfodiéster. Los grupos fosfato en estos enlaces están cargados negativamente y hacen que los fosfatos se muevan a los extremos opuestos de la cadena de ADN. Los fosfatos son neutralizados por proteínas llamadas histonas. Los fosfatos también pueden mantenerse en su lugar mediante iones metálicos y poliaminas. Los enlaces fosfodiéster se crean mediante la unión de fosfato y dos grupos hidroxilo libres de una molécula de desoxirribosa. Este enlace continuo crea una cadena, también conocida como la columna vertebral del ADN. Para que se formen enlaces fosfodiéster, los pirofosfatos, compuestos como las sales y los ésteres, deben romperse y catalizar la reacción.