הלווייתנאים והאדם
לווייתנאים בשבייה

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:
על המים לעבור סינון לעיתים תכופות כדי לשפר את צלילותם הן בעבור הדולפינים והן בעבור קהל הצופים;
על הבריכה עצמה להיות גדולה דיה כדי לאפשר לבעלי החיים לבצע את התעלולים ולאפשר להם תנאי מחיה סבירים;
על הטמפרטורה והרכב המים להיות מבוקרים כדי שיתאימו ככל שניתן לתנאי המחיה של בעלי החיים בטבע.
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 מכלי 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.