Une liaison phosphoester est une liaison entre l'atome de phosphore d'un groupe phosphate et un atome d'oxygène. Les liaisons phosphoester ne doivent pas être confondues avec les liaisons phosphodiester, qui consistent en deux liaisons phosphoester entre un groupe phosphate et deux atomes d'oxygène.
Les liaisons phosphoester sont très importantes en biochimie car elles sont essentielles pour les liaisons phosphodiester qui forment le squelette sucre phosphate de deux acides nucléiques : l'ADN et l'ARN. Les liaisons phosphoester sont des liaisons covalentes fortes, de sorte que le squelette de l'acide nucléique ne se brise pas facilement. Cependant, il existe des enzymes appelées phosphodiestérases. Ces enzymes rompent les liaisons phosphodiester dans les acides nucléiques.