Chaque hiver, les baleines à bosse parcourent plus de 4 800 km depuis les zones d'alimentation de l'Alaska jusqu'aux eaux chaudes et peu profondes entourant les îles hawaïennes, arrivant à la mi-décembre et restant jusqu'à fin avril.
Le sanctuaire marin national des baleines à bosse des îles Hawaï protège environ 3 600 km² d'habitat océanique autour d'Oahu, Maui et Big Island, désignant ces eaux comme des zones essentielles de reproduction et de mise bas pour les baleines à bosse du Pacifique Nord. Dans les années 1960, la chasse à la baleine commerciale avait réduit la population à moins de 1 400 individus ; aujourd'hui, plus de 12 000 baleines à bosse reviennent dans les eaux hawaïennes chaque saison, une reprise documentée par les chercheurs de la NOAA basés à Kewalo Basin Harbor.
Les départs des croisières d'observation des baleines à Honolulu se concentrent le long de la côte sud d'Oahu, où le plateau continental tombe abruptement près du rivage, créant des conditions idéales pour l'activité des baleines à moins de trois kilomètres de Waikiki Beach. Les départs matinaux entre 8h00 et 10h00 offrent les mers les plus calmes et le meilleur éclairage pour la photographie, avec des températures de surface avoisinant les 24°C durant la haute saison. À bord, les naturalistes identifient les baleines par les motifs de leurs nageoires caudales, fournissant des données à la base de données de photo-identification Happywhale qui suit les routes migratoires à travers le Pacifique. Les femelles gestantes et les nouveau-nés restent dans les baies protégées, tandis que les groupes de mâles en compétition adoptent des comportements en surface — sauts, claquements de queue et battements de nageoires pectorales — visibles depuis les navires qui respectent la distance d'approche fédérale obligatoire de 90 mètres.
Les programmes de recherche du sanctuaire ont documenté des chants de mâles à des profondeurs comprises entre 12 et 36 mètres, leurs vocalisations étant audibles via des hydrophones montés sur des bateaux à fond de verre au départ de Kewalo Basin. Chaque cycle de chant dure de 10 à 20 minutes, évoluant tout au long de la saison à mesure que les mâles affinent leurs phrases mélodiques qui parcourent des kilomètres en haute mer. Les opérateurs de charter travaillent avec des observateurs de mammifères marins qui enregistrent les lieux d'observation, la taille des groupes et les modèles de comportement, alimentant en temps réel le Centre scientifique des pêcheries des îles du Pacifique de la NOAA. Les départs de l'ouest d'Oahu donnent accès à des canaux plus profonds où apparaissent parfois des orques transitoires, bien que les rencontres avec des baleines à bosse restent l'objectif principal durant la période de mise bas, de janvier à mars.
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