מכיוון שהם אינטליגנטיים, ידידותיים ובעלי יכולות אקרובטיות, מהווים הלווייתנאים בעלי-חיים אידיאליים למופעי-ראווה המוצגים בפני קהל. מופעים כאלה מתקיימים במתקן דולפינריום, שהוא אקווריום פתוח גדול-ממדים בו הלווייתנאים המוחזקים בשבייה חיים, מתאמנים ומופיעים. מרביתם של הלווייתנאים המוחזקים במתקני דולפינריום משמשים להצגות למטרות שעשוע, אך מיעוטם מוחזק שם למטרות מחקר. לווייתנאים מוחזקים בשבייה באירופה ובצפון אמריקה החל מהמחצית השנייה של המאה ה-19, אך המתקן הראשון שהחזיק יונקים ימיים למטרות בידוריות היה דולפינריום "מארין סטודיו" (Marine Studios) שנוסד בשנת 1938 בפלורידה. מאז השתכללו מתקני הדולפינריום מבחינות רבות, ומאז המחצית השנייה של המאה ה-20 אף חל בחלקם שיפור בתנאי המחיה של הלווייתנאים וברווחתם.
תרפיה בעזרת דולפינים שמתקיימת במתקני דולפינריום רבים ברחבי העולם (וגם בריף הדולפינים באילת) מסייעת, כך נטען, לאנשים (ובייחוד לילדים) בעלי בעיות פסיכולוגיות או נוירולוגיות כגון אוטיזם, דיכאון, תסמונת דאון ובעיות התפתחות שונות, אולם אין לכך כל עדות מדעית מוצקה.
בדולפינריום מודרני גם על הבריכה שבה שוחים בעלי החיים לענות על דרישות רבות:
בדולפינריום המיועד למטרות בידור מאומנים בעלי החיים לבצע תרגילים ותעלולים שונים להנאת הקהל. חלק מפעלולים אלו מבצעים הדולפינים לבדם, בזוגות או בקבוצות (בדרך כלל הם מאומנים ליצור תיאום בעת ביצוע הפעלולים), ואילו חלק מהפעלולים והתרגילים מבוצעים בשיתוף עם המאמנים; תרגילים אלה דורשים לרוב קשר עז ויכולת גבוהה הן מצד המאמן והן מצד בעל החיים. הדולפינים מאומנים לרוב לביצוע תרגילים שונים, אך ישנם יונקים ימיים, דוגמת אריות ים, המבצעים בדרך כלל תרגילים ספציפיים כגון סיבוב כדור משחק על החרטום.
במתקני דולפינריום מוחזקים מינים שונים של לווייתנאים. לווייתני מזיפות אינם מוחזקים בשבייה כלל, בשל ממדיהם. רוב לווייתני השיניים המוחזקים בשבייה הם דולפינים, אך ישנם גם יוצאי דופן כגון פוקנת המפרץ ("Phocoena phocoena"), לבנתן ("Delphinapterus leucas") או אורקה ("Orcinus orca"; קטלן). מבין הדולפינים, המין הפופולרי ביותר מבין אלה המוחזקים בשבייה הוא הדולפינן הים תיכוני ("Tursiops truncatus"): הוא ניתן לאימון בקלות יחסית, תוחלת חייו בשבי גבוהה והוא בעלי חזות ידידותית. מסיבה זו, ככל הנראה, הפך הדולפינן לאחד מהלווייתנאים הפופולריים ביותר.
ארגונים הפועלים למען זכויות בעלי חיים ורווחתם מתנגדים לעיתים קרובות להחזקת לווייתנאים בשבייה, בטענה שאין להם מספיק חופש תנועה בבריכות, ללא קשר לגודלן (בטבע, גומאים הדולפינים עשרות קילומטרים מדי יום) ושהם אינם מקבלים מספיק גירויים אינטלקטואליים. לעיתים קרובות דולפינים החיים בשבי מפגינים התנהגות תוקפנית כלפי בני אדם ובעלי חיים אחרים כאחד. תוקפנות זו מביאה לעיתים לפציעות של ממש בקרב בעלי חיים אחרים או אנשים, ולפחות אדם אחד נהרג כתוצאה מתקיפת דולפין בדולפינריום. נראה גם שהעקה כתוצאה מהחיים בשבי היא אחת הגורמים למותם בטרם עת (יחסית לתוחלת החיים בטבע) של מיני דולפינים מסוימים המוחזקים בשבי בדולפינריום (ממחקרים שנעשו נתגלה שתוחלת חייו של האורקה בשבי אכן נמוכה בהרבה מתוחלת חייו בטבע, אך לגבי הדולפינן הים תיכוני לא נמצא הבדל משמעותי בין תוחלת החיים בשבי לזו שבטבע). בנוסף, כמויות הכלור הגדולות המוכנסות למים במטרה לטהר אותם מזיקות לעיתים קרובות לעיני הדולפין. אצל חלק מהאורקות המוחזקות בשבייה התגלתה גם פגיעה ייחודית נוספת המתבטאת בהתמוטטות של הסנפיר הגבי. תאוריה אחת גורסת כי הסחוס שמחזיק את הסנפיר הגבי על כל גובהו נחלש כאשר זכר הקטלן חי בשבייה, ותאוריה אחרת גורסת כי ממדיהם הקטנים של מיכלי המים שבהם שוהה הלווייתן השבוי מאלצים אותו לבצע פניות רבות יחסית במהלך שחייתו, ולכן הוא אינו יכול לשחות למשך זמן סביר בקו ישר, דבר היוצר לחץ על הסנפיר.
מכיוון שלווייתני השיניים הם יצורים אינטליגנטיים מאוד, נעשה בהם ברבות השנים גם שימוש צבאי. השימוש בלווייתני שיניים למטרות אלו החל על ידי ארצות הברית וברית המועצות בזמן המלחמה הקרה. שני הצדדים אימנו לווייתני שיניים למטרות ביטחוניות שונות, כגון ניטרול מוקשים ופצצות, הצלת טובעים וצוללים, צילום מודיעין והגנה על החופים. כיום, לאחר פירוקה של ברית המועצות, מפעילה עדיין ארצות הברית את תוכנית היונקים הימיים של הצי האמריקני, שבמהלכה מאומנים יונקים ימיים. על פי פרסומים רשמיים, לווייתני שיניים שימשו למטרות צבאיות על ידי ארצות הברית במהלך מלחמת המפרץ ומלחמת עיראק. ישנן גם טענות על שימוש צבאי בלווייתני שיניים למטרות צבאיות-התקפיות, אך אין להן סימוכין רשמיים.
דולפין בודד חברותי.
דולפין בודד חברותי הוא דולפין (לעיתים לווייתן) אשר מסיבות לא ידועות עוזב את חברת הלהקה וחי תקופה מסוימת בחברת בני אדם. יחסי גומלין דולפין בודד חברותי-אדם מתפתחים לאורך זמן. תחילה, הלווייתנאי לא מאפשר מגע ורק לאחר שנוצר האמון מצידו באדם הוא מאפשר זאת. יחסי גומלין דולפין-אדם תועדו משחר ההיסטוריה הכתובה האנושית. סיפורי הנער והדולפין מופיעים כבר במיתולגיה היוונית. רפרטואר ההתנהגות (האתוגרם) אותו מציגים הדולפינים והלוייתנים הבודדים בזמן קיום יחסי גומלין עם בני האדם שייך לרפרטואר ההתנהגות הטבעי שלהם בלהקה. אתוגרם הוא מאפיין דפוסי התנהגות ייחודי של כל מין בעל חיים. הבסיס ליחסי גומלין דולפין/לווייתן בודד-אדם מושתת על פי רוב על שחייה לא מודרכת בטבע - להבדיל משחייה מודרכת באתרי דולפינים בשביה, בה ישנו מדריך מקצועי, המלווה את השחיינים ומדריך אותם כיצד להתנהג עם הדולפינים. שחיה לא מודרכת יכולה להיות מסוכנת הן לדולפין והן לאדם. כיום ידוע שתקופת החברותיות דולפין-אדם יכולה להמשך ממספר שבועות ועד שלושים שנה.
ציד הלווייתנאים.
עד למאה ה-21, הסכנה העיקרית שעמדה בפני הלווייתנאים הייתה ציד. בתקופת האבן הם ניצודו בקנה מידה קטן, כאשר שיטת הציד הייתה לרוב דחיקתם לחוף באמצעות השמעת רעשים שהבהילו את בעלי החיים. ציד בקנה מידה גדול החל לראשונה בסביבות המאה ה-10 לספירה באזור מפרץ ביסקיה. הבסקים התרכזו בציד לווייתנים ממשפחת הבלניים (בלנה ואובלנה), וכך ערי המפרץ, שהפכו למרכזי ציד, הכלילו את דמויות הבלניים בדגליהן. חלקם של הבסקים בציד הלווייתנאים דעך לאטו, ובמאות ה-17 וה-18 הלכו והתבלטו האנגלים וההולנדים, בשלושה מרכזים עיקריים: גרינלנד, שפיצברגן ואיסלנד. לקראת סוף המאה ה-18 ובתחילת המאה ה-19 החלו האמריקאים לתפוס את הבכורה בציד לווייתנים. בשנת 1775 טען אדמונד ברק בפרלמנט הבריטי שתעוזתם של הציידים האמריקאים מעמידה בצל את הציידים הבריטים. בשנות ה-40 של המאה ה-19, כ-600 ספינות ציד לווייתנים אמריקאיות שוטטו בימים וצדו לווייתנים, וענף הלווייתנים היווה מרכיב חשוב בכלכלת ארצות הברית.
המוצרים שהופקו מהלווייתנאים השתנו במהלך השנים בהתאם למיני הלווייתנאים שניצודו ולטכנולוגיה שהייתה זמינה באותה עת. בתחילה, הם ניצודו בעיקר לשם אכילת בשרם (ראו למשל המאכל מאקטאק). בתחילת המאה ה-12 החל השימוש גם בשמן הלווייתנאים לצרכים רבים, כמו תאורה, ייצור סבון ועור ועוד. שלדם שימש בבנייה וכחומר גלם לקישוטים שונים. עד תחילת המאה ה-16, החלקים המנוצלים ביותר של הלווייתנאים היו השמן והמזיפות של לווייתני המזיפות. גמישותן של אלו האחרונות הפכה אותן לחומר גלם במגוון של מוצרים מסחריים, כמו חישוקי מטריות ומחוכים. תעשיית המזיפות דעכה לאטה, ואת מקומה תפס ציד הראשתנים גדולי-הראש, שכמעט כל חלק שלהם נוצל במלואו: בשרם שימש למאכל; שומנם - להכנת נרות; החלב המיוחד שבראשם - לייצור שמנים וחומרי סיכה; וגושי הענבר האפור מקיבתם שימשו להכנת תכשיטים ובשמים. במאה ה-20 שימשו הלווייתנאים לייצור סבון ומרגרינה, כמו גם חומרי סיכה ומוצרים בתעשיית הקוסמטיקה. נורווגים ויפנים צורכים בשר לווייתנים עד היום.
במאה ה-19 הציד התרחב, והגיע גם לאוקיינוס השקט. שיטות הציד התקדמו אף הן, ובעניין זה בולט פיתוחו של הצייד הנורווגי סוונד פוין ב-1868 - צלצל עם ראש המכיל חומר נפץ. המצאה זו סימנה את תחילתו של ציד הלווייתנאים המודרני. במרוצת הזמן, ציד הלווייתנאים התפשט לכל האוקיינוסים. יפן החלה גם היא לצוד לווייתנים בסמוך לאייה. ההתפתחויות הבאות התרחשו עם תחילת הציד בחצי הכדור הדרומי ב-1903 והכנסת אוניות החרושת לשימוש ב-1928. אוניות החרושת היו אוניות שהציידים לא רק צדו מהן, אלא גם עיבדו בתוכן את גוף הלווייתן הניצוד. למעשה, שימשו אוניות החרושת כבתי חרושת לציד ולעיבוד לווייתנאים, ומכאן שמן - אוניות חרושת. תנאים אלו איפשרו את התחלתו של ציד המוני, ובייחוד של הלווייתן הכחול והלווייתן המצוי. טכנולוגיה זו אפשרה את עיבודם של פרטים שלמים תוך שעות בודדות. נקודת ציון משמעותית נוספת היא תחילת הציד באנטארקטיקה ב-1904, עת הוקמה תחנת ציד באיי ג'ורג'יה הדרומית. הציד ביבשת זו התפתח במהירות: ב-1913 ניצודו שם 10,760 לווייתנאים, ופחות מ-20 שנים לאחר מכן, ב-1931, ניצודו כבר כ-31,000 לווייתנאים.