核酸是由众多核苷酸聚合而成的多聚核苷酸,相邻二个核苷酸之间的连接键即磷酸二酯键,这种连接可理解为核苷酸糖基上的羟基与核苷酸的磷酸残基之间,以及核苷酸糖基上的羟基与相邻核苷酸的磷酸残基之间形成的两个酯键,多个核苷酸残基以这种方式连接而成的链式分子就是核酸。
磷酸二酯键是一种化学基团,指一分子磷酸与两个醇(羟基)酯化形成的两个酯键。磷酸二酯键成了两个醇之间的桥梁。例如前一个核苷酸的羰基中的3碳上'—OH(羟基)和后一个核苷酸的5'—磷酸基形成酯键,此处的磷酸基同时与前后两个羟基形成酯键,故称磷酸二酯键。依次连下去,形成多核苷酸链,即核酸大分子链。
磷酸和两个五碳糖的羟基(3'—OH, 5′—OH)发生酯化反应形成的化学基团为磷酸二酯键。代表性的磷酸二酯键是核苷酸与核苷酸之间的键。需要注意的是磷酸二酯键是一种化学基团,而不是通常化学意义上所说的共价键或离子键。