波音737-900ER（Extended Range）是波音737NG系列的最新成员，中短程双发喷气式飞机，是波音737-900的延程改进版，拥有波音单通道飞机家族中最高的运力和最低的座位英里成本。它的推出是为了满足已停产的波音757-200的航程和载客量需求，并直接与空客A321竞争。

波音737-900ER是波音737的最新产品，也是波音737的最大型号，因此也被称为波音737-900X。波音737-900ER是波音737-900的延程改进型，增加了额外的油箱和小翼，并加了一对紧急出口门，机身后部的压力壁更加扁平，用于运载更多的乘客和飞得更远。波音737-900ER于2005年7月18日启动研制；2007年4月20日通过美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration，FAA）认证；2007年4月26日通过印度尼西亚监管机构认证；2007年4月27日交付给其首个客户——印度尼西亚狮子航空公司（以下简称“印尼狮航”），采用了波音蓝色原厂涂装与印尼狮航涂装的混合版本，即蓝色机身加上印尼狮航logo垂尾；2008年4月22日通过欧洲航空安全局认证；2015年1月30日交付给奥凯航空，成为中国航空公司接收的首架该机型飞机。

与波音737-900相比，波音737-900ER增加了一对紧急出口门和一个平的后增压隔舱，可多搭载26名乘客，在单级客舱布局下将最大载客量增至215人；波音737-900ER在空气动力和结构设计上有所改进，在机翼两侧加装了融合式翼梢小翼，改进了前缘和后缘襟翼系统，并安装了一个双位尾撬，使得其起飞重量更大，由波音737-900的79.2吨增至85.4吨；可选装的辅助油箱增加了飞机的燃料容量，使其最大航程延至3235海里（约5990公里）。与空客A321相比，其经济优势明显：波音737-900ER的质量比空客A321低4500千克，每次飞行的运营成本比空客A321低9%，每个座位的运营成本低7%。

2019年，波音737-900ER的官方报价约为1.13亿美元。

波音BBJ3机型是波音737-900ER的改装版。BBJ3的舱内面积为1120平方英尺（约104平方米），比BBJ2多35%的室内空间和89%的行李空间，有一个辅助燃料系统，使其最大航程达到4725海里（约8751公里），并有一个平视显示器。

2022年8月23日，据美国全国广播公司报道，美国一架从西雅图飞往圣地亚哥的波音客机在起飞不久突然出现异常振动，飞机随后紧急降落。8月23日早上，美国阿拉斯加航空公司发布声明表示，这架波音737-900ER飞机在起飞不久报告机体左侧存在异常振动，随后飞机返航并安全降落，但整流罩脱落。

2024年1月21日，美国联邦航空管理局（FAA）发布声明，建议运营商对波音737-900ER中部出口舱门进行目测检查，以确保门被正确固定。声明称，波音737-900ER不属于较新的737 MAX机队，但具有相同的门塞设计。美国联合航空公司也回应称，该公司自上周初已经开始主动对波音737-900ER机型进行额外安全检查，整个过程还将持续几天。

2024年7月2日，美国政府联邦公报消息，美国联邦航空管理局（FAA）建议对波音公司的所有737-600、-700、-700C、-800、-900和-900ER系列飞机采用新的适航指令（AD）。该AD建议要求对机身前后两侧的框架进行重复详细检查，并对框架进行高频涡流（HFEC）检查，以发现裂纹并修复发现的任何裂纹。FAA提出该AD以解决这些产品的不安全状况。