קשר פוספודיאסטרי הוא קשר כימי הנוצר בין קבוצת זרחה (פוספט) לשתי קבוצות כהל, באופן היוצר שני קשרים אסטריים, כאשר הפוספט נמצא במרכזם (ומכאן שמו של הקשר). בטבע, קשרים פוספודיאסטרים משמשים ליצירת החיבור בין נוקלאוטידים, המהווים את אבני היסוד המרכיבות את ה-DNA ואת ה-RNA. קשר זה ניתן לפירוק על ידי הידרציה (חדירה של מולקולות מים אל תוך הקשר, הגורמת לפתיחתו).
במהלך יצירת הקשר משתחררת מולקולתמים (קבוצת OH הקשורה לפחמן החמישי ומימן אחד הקשור לפחמן השלישי של הנוקלאוטיד הבא).
A phosphodiester bond occurs when exactly two of the hydroxyl groups in phosphoric acid react with hydroxyl groups on other molecules to form two ester bonds.