Fosfodiester bağı, DNA veya RNA'daki ardışık nükleotid şekerlerinden birinin 5'-hidroksil (OH) grubunun diğerinin 3'-hidroksil (OH) grubuna bir fosfat köprüsü aracılığıyla bağlanmasıyla oluşan diester bağıdır. Bu bağ, bir şeker-fosfat-şeker yapısı oluşturur ve doğadaki en güçlü kovalent bağlardan biri olarak kabul edilir.