ถนนกาญจนาภิเษก หรือ ถนนวงแหวนรอบนอกกรุงเทพมหานคร ซึ่งมีระยะทางส่วนใหญ่เป็น ทางหลวงพิเศษหมายเลข 9 เป็นถนนสายสำคัญที่มีเส้นทางเชื่อมต่อกันเป็นวงแหวนล้อมรอบตัวเมืองกรุงเทพมหานคร จังหวัดนนทบุรี ปทุมธานี และจังหวัดสมุทรปราการ รวมถึงผ่านจังหวัดพระนครศรีอยุธยาด้วย มีระยะทางตลอดทั้งสายรวม 168 กิโลเมตร
ถนนสายนี้สร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหาการจราจรที่ติดขัดในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑลที่มีปริมาณการจราจรและการขนส่งเพิ่มขึ้น อันเป็นผลจากความเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจ และเป็นทางเลี่ยงเมืองกรุงเทพมหานครที่เป็นตัวเชื่อมทางสายหลักเข้าไปสู่ทุกภาคของประเทศ เริ่มก่อสร้างครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2521 ในช่วงตลิ่งชัน–บางบัวทอง จนเสร็จสมบูรณ์ครบทุกส่วนในปี พ.ศ. 2550 โดยตลอดทั้งสายมีสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาทั้งหมด 2 แห่ง ได้แก่ สะพานเชียงราก จังหวัดพระนครศรีอยุธยา และสะพานกาญจนาภิเษก จังหวัดสมุทรปราการ
ถนนสายนี้เดิมมักเรียกกันว่า ถนนวงแหวนรอบนอกตะวันตก มีเส้นทางเริ่มตั้งแต่ถนนพระรามที่ 2 ตัดผ่านฝั่งธนบุรี เข้าสู่จังหวัดนนทบุรี จังหวัดปทุมธานี ไปสิ้นสุดที่ถนนพหลโยธิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานพระบรมราชานุญาตให้เชิญชื่อ พระราชพิธีกาญจนาภิเษก ซึ่งเป็นพระราชพิธีที่พระองค์ทรงครองสิริราชสมบัติครบ 50 ปีในปี พ.ศ. 2539 มาเป็นชื่อเรียกถนนสายนี้ คือ ถนนกาญจนาภิเษก และเดิมกรมทางหลวงได้กำหนดเส้นทางสายนี้ให้เป็น ทางหลวงหมายเลข 37 ซึ่งต่อมาได้เปลี่ยนหมายเลขทางหลวงของถนนสายนี้ให้เป็น ทางหลวงพิเศษหมายเลข 9 ตามแผนพัฒนาระบบทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองในปี พ.ศ. 2539 หลังจากนั้นจึงได้มีการสร้างถนนวงแหวนรอบนอกด้านตะวันออกและด้านใต้ขึ้นตามมาเป็นตอน ๆ เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการสร้างสูงมาก
ถนนกาญจนาภิเษกด้านตะวันออก (บางปะอิน–บางพลี) กรมทางหลวงได้กำหนดเป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง (อังกฤษ: Intercity Motorway) ชนิดแบบเก็บค่าผ่านทาง โดยมีขนาด 6-15 ช่องจราจร ดำเนินการก่อสร้างแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2541 ระยะทาง 63 กิโลเมตร สัญลักษณ์ทางหลวงแสดงด้วยป้ายหมายเลข 9 พื้นหลังสีน้ำเงิน
ในเขตจังหวัดพระนครศรีอยุธยา เริ่มต้นจากถนนพหลโยธินกิโลเมตรที่ 55 อำเภอวังน้อย ลงมาทางทิศตะวันออกเฉียงใต้จนถึงกิโลเมตรที่ 3.485 (สะพานข้ามคลองระพีพัฒน์) (ต่อแขวงทางหลวงปทุมธานี) ในอนาคตสามารถเชื่อมต่อกับทางหลวงพิเศษหมายเลข 6
ในเขตจังหวัดปทุมธานี เริ่มตั้งแต่กิโลเมตรที่ 3.485 (ต่อเขตแขวงทางหลวงอยุธยา) ที่ตำบลคลองสอง ข้ามคลองชลประทานเข้าเขตตำบลคลองสาม ข้ามคลองสาม คลองแอนสาม และคลองสี่ ตัดถนนคลองหลวง เลียบคลองชลประทาน เข้าเขตอำเภอธัญบุรี ตัดถนนรังสิต-นครนายก ข้ามคลองรังสิตประยูรศักดิ์และคลองห้า เข้าเขตอำเภอลำลูกกา ลงมาทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ตัดถนนลำลูกกา และข้ามคลองหกวา ตัดถนนหทัยราษฎร์ จนถึงหลักกิโลเมตรที่ 32 (ต่อเขตแขวงทางหลวงกรุงเทพ)เป็นระยะทาง 28.515 กิโลเมตร
ในเขตกรุงเทพมหานคร เริ่มตั้งแต่กิโลเมตรที่ 32 (ต่อเขตแขวงทางหลวงปทุมธานี) ที่แขวงสามวาตะวันตก เขตคลองสามวา ตัดทางพิเศษฉลองรัช ข้ามคลองพระยาสุเรนทร์เข้าเขตสายไหม ข้ามคลองบึงพระยาสุเรนทร์ (ออเป้ง) เข้าพื้นที่เขตบางเขน ข้ามคลองหกขุดและคลองคู้บอนเข้าพื้นที่เขตคันนายาว ตัดถนนรามอินทรา ถนนรัชดาภิเษก–รามอินทรา ถนนเสรีไทย ข้ามคลองแสนแสบเข้าพื้นที่ เขตสะพานสูง ตัดถนนรามคำแหง ข้ามคลองทับช้างบน ตัดทางหลวงพิเศษหมายเลข 7 เข้าสู่พื้นที่เขตประเวศ ข้ามคลองประเวศบุรีรมย์ ตัดถนนอ่อนนุช จนสุดเขตกรุงเทพมหานครที่คลองต้นตาล
ในเขตจังหวัดสมุทรปราการ เริ่มตั้งแต่คลองต้นตาล ตำบลบางแก้ว อำเภอบางพลี สิ้นสุดที่ถนนบางนา–บางปะกง เชื่อมกับทางพิเศษสายบางพลี–สุขสวัสดิ์ และทางพิเศษบูรพาวิถีปัจจุบันเพื่อเป็นการรองรับปริมาณการจราจรที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งถนนกาญจนาภิเษกด้านตะวันออก เป็นเส้นทางคมนาคมสายหลักไปสู่ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ กรมทางหลวงจึงทำการก่อสร้างโครงการส่วนต่อขยายตั้งแต่ทางต่างระดับวัดสลุดจนถึงทางต่างระดับบางปะอิน โดยขยายช่องจราจรจากเดิม 4 ช่องจราจรเป็น 6-8 ช่องจราจร โดยเริ่มก่อสร้างตั้งแต่ปี พ.ศ. 2549 ก่อสร้างแล้วเสร็จเมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2553
นอกจากนี้ ยังมีการก่อสร้างทางบริการชุมชน มีลักษณะเป็นถนนคู่ขนานทั้งสองข้างของทางหลวงพิเศษในบางช่วง อยู่นอกเขตและไม่เป็นส่วนหนึ่งของทางหลวงพิเศษ สร้างขึ้นเพื่อเชื่อมต่อกับถนนอื่นที่ถูกตัดขาดออกจากกัน โดยได้รับการกำหนดเป็นทางหลวงแผ่นดิน ได้แก่ ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3901 และ 3902 ซึ่งเป็นทางบริการด้านนอกและด้านในของทางหลวงพิเศษหมายเลข 9 ตามลำดับ
ถนนกาญจนาภิเษกด้านใต้ (บางพลี–บางขุนเทียน) เป็นทางพิเศษเก็บค่าผ่านทาง ระยะทาง 34 กิโลเมตร ได้เปิดให้ใช้งานเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2550 ถนนในช่วงนี้ก่อสร้างเป็นลำดับสุดท้าย ทำให้ถนนวงแหวนรอบนอกสามารถใช้งานได้ครบทุกด้าน โดยก่อสร้างเป็นทางยกระดับขนาด 6-8 ช่องจราจร เนื่องจากที่ดินบริเวณแนวการก่อสร้างนั้นอ่อนมาก และแบ่งการดำเนินการออกเป็น 2 ช่วง ได้แก่ ช่วงบางพลี–สุขสวัสดิ์ และช่วงสุขสวัสดิ์–บางขุนเทียน
ทางพิเศษกาญจนาภิเษก เดิมมีชื่อว่า "ทางพิเศษสายบางพลี–สุขสวัสดิ์" ได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้ใช้ชื่อทางพิเศษว่า "ทางพิเศษกาญจนาภิเษก" เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม พ.ศ. 2553 เป็นส่วนหนึ่งของการก่อสร้างถนนวงแหวนรอบนอกกรุงเทพมหานคร (ถนนกาญจนาภิเษก) ดำเนินการโดยทางพิเศษแห่งประเทศไทย มีแนวสายทางเชื่อมต่อกับถนนกาญจนาภิเษกด้านใต้ (ช่วงถนนพระรามที่ 2 ถึงถนนสุขสวัสดิ์) ทางพิเศษเริ่มต้นจากถนนสุขสวัสดิ์ บริเวณอำเภอพระประแดงข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาไปทางทิศตะวันออกผ่านถนนสุขุมวิท ถนนศรีนครินทร์ และถนนเทพารักษ์ ไปบรรจบกับทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 34 (บางนา - บางปะกง) บริเวณอำเภอบางพลี ระยะทาง 22.5 กิโลเมตร เป็นทางยกระดับขนาด 6 ช่องจราจร มีทางแยกต่างระดับ 5 แห่ง เปิดให้บริการโดยยกเว้นการจัดเก็บค่าผ่านทางพิเศษชั่วคราวในวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2550 และเปิดให้บริการโดยจัดเก็บค่าผ่านทาง ในวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2552
ทางพิเศษสายนี้มีการก่อสร้างสะพานแขวนข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาเพิ่มเติมอีก 1 แห่ง ที่ตำบลบางจาก อำเภอพระประแดง จังหวัดสมุทรปราการ โดยพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวพระราชทานนามสะพานแห่งนี้ว่า "สะพานกาญจนาภิเษก" พร้อมด้วยระบบเก็บค่าผ่านทางและระบบควบคุมความปลอดภัยด้านการจราจร ซื่งเป็นระบบปิด เปิดให้บริการเมื่อวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2552 รวมจำนวน 29 ด่าน
ทางพิเศษสายนี้ผ่านจังหวัดจังหวัดสมุทรปราการเพียงจังหวัดเดียว เริ่มจากถนนกาญจนาภิเษกด้านตะวันออก โดยมีทางเชื่อมต่อกับทางพิเศษบูรพาวิถีที่ทางแยกต่างระดับวัดสลุด อำเภอบางพลี แล้วไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ไปยังอำเภอเมืองสมุทรปราการ แล้วไปทางทิศตะวันตก ผ่านทางแยกเชื่อมต่อกับสะพานภูมิพล ผ่านสะพานกาญจนาภิเษกข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา และสิ้นสุดที่ทางแยกต่างระดับสุขสวัสดิ์ เชื่อมต่อกับถนนสุขสวัสดิ์ ในอำเภอพระประแดง
ช่วงสุขสวัสดิ์–บางขุนเทียน เป็นของกรมทางหลวง ซึ่งปัจจุบันได้ยกเว้นการเก็บค่าธรรมเนียมผ่านทาง[ต้องการอ้างอิง] มีเส้นทางผ่านกรุงเทพมหานคร โดยต่อจากทางพิเศษกาญจนาภิเษก ในอำเภอพระประแดง จังหวัดสมุทรปราการ เข้าเขตทุ่งครุ ข้ามถนนประชาอุทิศ ข้ามคลองบางมดเข้าเขตบางขุนเทียน ข้ามถนนบางขุนเทียน–ชายทะเล และสิ้นสุดที่ถนนพระรามที่ 2 ที่ทางแยกต่างระดับบางขุนเทียน
ถนนกาญจนาภิเษกด้านตะวันตก (บางปะอิน–บางบัวทอง–บางขุนเทียน) เป็นถนนส่วนที่สร้างขึ้นก่อนด้านอื่น ๆ มีระยะทางรวม 68 กิโลเมตร ประกอบด้วยช่วงต่าง ๆ ได้แก่ ช่วงบางปะอิน–บางบัวทอง เป็นทางขนาด 4-6 ช่องจราจร ระยะทาง 44 กิโลเมตร และช่วงบางบัวทอง?บางขุนเทียน เป็นทางขนาด 10-12 ช่องจราจร ระยะทาง 24 กิโลเมตร สัญลักษณ์ทางหลวงแสดงด้วยป้ายหมายเลข 9 พื้นหลังสีเขียว เนื่องจากมีลักษณะของถนนเป็นทางหลวงพิเศษแต่ไม่มีการเก็บค่าผ่านทาง
ถนนตลิ่งชัน–สุพรรณบุรี (ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 340) สร้างแล้วเสร็จเมื่อปี พ.ศ. 2521 ต่อมาได้สร้างช่วงบางบัวทอง–บางปะอินแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2538 ซึ่งเป็นส่วนต่อขยายจากบางบัวทองไปบรรจบกับถนนพหลโยธิน บริเวณทางแยกต่างระดับบางปะอิน 1 แล้วได้ยุบรวมกับถนนสายบางขุนเทียน–ตลิ่งชันเป็นทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 37 หรือถนนกาญจนาภิเษกด้านตะวันตก จากนั้นมีการขยายทางช่วงบางขุนเทียน–บางบัวทอง ซึ่งก่อสร้างแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2543 มีระยะทางรวมตลอดทั้งสาย 68 กิโลเมตร โดยเมื่อรวมช่วงบางขุนเทียน-สุขสวัสดิ์ หรือถนนกาญจนาภิเษกด้านใต้ที่เป็นของกรมทางหลวง จะมีระยะทาง 84 กิโลเมตร อยู่ในการดูแลของสำนักทางหลวงที่ 11 (กรุงเทพมหานคร)
ในเขตกรุงเทพมหานคร เริ่มตั้งแต่ทางแยกต่างระดับบางขุนเทียน เขตบางขุนเทียน ตัดทางรถไฟสายแม่กลองเข้าสู่เขตบางบอน ตัดถนนเอกชัยที่กิโลเมตรที่ 15 ข้ามคลองบางโคลัดเข้าสู่พื้นที่เขตบางแค ตัดถนนกัลปพฤกษ์ที่กิโลเมตรที่ 17 ข้ามคลองภาษีเจริญ ตัดถนนเพชรเกษมที่กิโลเมตรที่ 21 เมื่อข้ามคลองบางเชือกหนัง อนึ่ง ถนนกาญจนาภิเษก ฝั่งตะวันตก ช่วงตั้งแต่สะพานข้ามคลองบางเชือกหนังถึงสะพานข้ามคลองมหาสวัสดิ์ เป็นเส้นแบ่งเขตการปกครองระหว่างเขตทวีวัฒนากับเขตตลิ่งชัน (จนถึงกิโลเมตรที่ 29+599) (ต่อเขตแขวงทางหลวงนนทบุรี) บริเวณคลองมหาสวัสดิ์ โดยในอนาคตจะเชื่อมต่อกับทางพิเศษศรีรัช ช่วงบางซื่อ–วงแหวนรอบนอกฝั่งตะวันตก บริเวณจุดตัดทางรถไฟสายใต้ ใกล้โรงกรองน้ำมหาสวัสดิ์ โดยแนวสายทางหลักจะลอดใต้สะพานข้ามคลองมหาสวัสดิ์ และก่อสร้างทางต่างระดับสำหรับทางขึ้นลงทางพิเศษฯ
ในเขตจังหวัดนนทบุรี เริ่มตั้งแต่กิโลเมตรที่ 30+600 (ต่อเขตแขวงทางหลวงธนบุรี) บริเวณคลองมหาสวัสดิ์ ผ่านตำบลปลายบางและตำบลบางคูเวียง อำเภอบางกรวย ตัดถนนนครอินทร์ที่กิโลเมตรที่ 33 ข้ามคลองบางนาเข้าเขตอำเภอบางใหญ่ ข้ามคลองบางใหญ่ จากนั้นตัดกับถนนรัตนาธิเบศร์ที่กิโลเมตรที่ 39 ก่อนเข้าสู่พื้นที่อำเภอบางบัวทอง ตัดกับถนนบางกรวย-ไทรน้อยที่กิโลเมตรที่ 44 และตัดกับถนนบางบัวทอง–สุพรรณบุรี และทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 345 ที่กิโลเมตรที่ 46 ข้ามคลองลำโพเข้าสู่เขตอำเภอปากเกร็ด จนถึงกิโลเมตรที่ 51+070 (สะพานข้ามคลองพระอุดม) รวมระยะทางในเขตนี้ประมาณ 22 กิโลเมตร
ในเขตจังหวัดปทุมธานี เริ่มตั้งแต่กิโลเมตรที่ 51+070 ที่ตำบลคลองพระอุดม ผ่านอำเภอลาดหลุมแก้ว อำเภอเมืองปทุมธานี ข้ามคลองบางโพธิ์ใต้ คลองบางหลวง ตัดถนนปทุมธานี–บางเลน ที่กิโลเมตรที่ 59 ข้ามคลองบางโพธิ์เหนือเข้าสู่เขตอำเภอสามโคก ข้ามคลองบางเตย คลองควาย ตัดกับถนนสามโคก–เสนาที่กิโลเมตรที่ 67 จนถึงกิโลเมตรที่ 71+570 (สะพานเชียงรากใกล้วัดกร่าง)
ในเขตจังหวัดพระนครศรีอยุธยา เริ่มตั้งแต่กิโลเมตรที่ 71+570 ที่ตำบลโพแตง อำเภอบางไทร ตัดถนนสามโคก–ศูนย์ศิลปาชีพบางไทร (ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3309) ที่กิโลเมตรที่ 72 เข้าสู่พื้นที่อำเภอบางปะอิน ตัดทางพิเศษอุดรรัถยา ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 347 ที่กิโลเมตรที่ 77 ข้ามคลองเปรมประชากรและทางรถไฟสายเหนือ ไปบรรจบถนนพหลโยธินและทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 32 ที่กิโลเมตรที่ 52-53
กาญจนาภิเษกด้านตะวันตกในช่วงบางบัวทอง–บางปะอินเป็นช่วงที่ถนนผ่านเขตชุมชน จึงมีการก่อสร้างทางคู่ขนานทั้งด้านนอก (ด้านตะวันตก) และด้านใน (ด้านตะวันออก) โดยปัจจุบันถูกกำหนดเป็นทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3901 และ 3902 ตามลำดับ และในอนาคต กรมทางหลวงมีโครงการปรับปรุงถนนกาญจนาภิเษกฝั่งตะวันตก โดยปรับปรุงเส้นทางเป็นทางหลวงพิเศษแบบควบคุมการเข้า-ออก โดยในช่วงบางขุนเทียน–บางบัวทองจะก่อสร้างเป็นทางยกระดับเหนือถนนกาญจนาภิเษก ส่วนช่วงบางบัวทอง–บางปะอินจะก่อสร้างเป็นทางระดับดิน โดยนำทางหลวงเดิมมาพัฒนาเป็นทางหลวงพิเศษเต็มรูปแบบ โดยมีขนาด 4-6 ช่องจราจร และมีทางบริการชุมชน
