Phosphodiester, eine Phosphorsäure, bei der zwei Hydroxylgruppen durch organische Reste verestert sind: RO-PO₂H-OR'. Dabei können R und R' beispielsweise Nucleoside sein. P. sind alle Polynucleotide bzw. Nucleinsäuren; in ihnen erfolgt die Verknüpfung der Nucleotide durch Ausbildung von Phosphodiesterbrücken, wobei die eine Bindung zwischen der 3'-Position einer Pentose und die andere zwischen der 5'-Position der benachbarten Pentose und dem Phosphatrest ausgebildet ist.