La baie de Piltun, au nord-est de Sakhaline, est un lieu important pour la baleine grise occidentale, une espèce très menacée. On trouve aussi sur ses rives une large variété d'espèces d'oiseaux marins, comme la sterne des Aléoutiennes et le pygargue de Steller, l'un des plus fascinants et plus puissants rapaces du monde, qui passe l'été dans les îles Sakhaline après avoir hiverné au Japon dans la péninsule de Shiretoko.