La migration commence fin décembre, atteint son apogée en février et se prolonge jusqu'à fin mars, période durant laquelle les mâles entonnent des chants élaborés audibles à travers les coques des bateaux et les mères allaitent leurs nouveau-nés dans des eaux à peine profondes de vingt mètres. Le biologiste marin Frank Wirth a documenté l'importance de la baie en 1985, recensant 1 437 baleines individuelles sur une seule saison et faisant de Samaná le sanctuaire de baleines à bosse le plus important de l'Atlantique.
La géographie de la baie de Samaná la rend exceptionnelle. Le passage de la Mona canalise les courants chauds des Caraïbes dans un bassin bordé de crêtes montagneuses escarpées, créant un refuge thermique où les baleines à bosse se reposent après leur voyage de 5 000 kilomètres depuis leurs aires d'alimentation de l'Atlantique Nord au large du Groenland et de l'Islande. Les températures de l'eau restent stables entre 24 et 27 degrés Celsius, idéales pour les baleineaux nés sans la couche de graisse épaisse qui soutient les adultes dans les eaux polaires. La profondeur moyenne de quinze mètres de la baie permet aux chercheurs et aux visiteurs d'observer les parades nuptiales, les séquences de sauts et les compétitions de battements de queue à des distances souvent inférieures à cinquante mètres, une proximité rarement atteinte dans les habitats de baleines en pleine mer.
Les excursions d'observation des baleines à Samaná, en République dominicaine, partent du port de Santa Bárbara de Samaná entre huit et neuf heures chaque matin, lorsque les conditions maritimes sont les plus calmes et que l'activité des baleines est à son comble. Les opérateurs agréés suivent les protocoles établis par le ministère de l'Environnement dominicain : les moteurs sont coupés au ralenti à moins de 250 mètres d'une baleine, aucun navire ne s'approche à moins de cinquante mètres, et les groupes alternent les observations pour éviter l'encombrement. Les capitaines communiquent par radio pour partager les positions sans se regrouper, et des biologistes marins accompagnent la plupart des départs pour interpréter le comportement. Les meilleures offres d'excursions d'observation des baleines à Samaná limitent la capacité à quinze passagers, permettant un mouvement sans obstruction vers les rails bâbord ou tribord lorsqu'une baleine fait surface.
Les baleines à bosse de Samaná présentent des comportements moins courants dans d'autres populations de l'Atlantique. Les mâles chantent pendant des heures dans des groupes compétitifs, leurs vocalisations complexes changeant légèrement chaque saison dans ce que les chercheurs décrivent comme une évolution culturelle. Les mères avec leurs baleineaux restent dans les bas-fonds du sud de la baie près de Cayo Levantado, tandis que les juvéniles et les adultes privilégient les chenaux plus profonds le long de la côte nord. Le saut — un bond complet du corps qui se termine par une éclaboussure tonitruante — se produit le plus fréquemment en milieu de matinée, bien que les chercheurs ne soient pas encore parvenus à un consensus sur le fait que ce comportement communique la détresse, le jeu ou l'affirmation territoriale.
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