Sachverhalt: A. Die Bundesanwaltschaft führte gegen X._ein Strafverfahren. Am 22. April 2015 erhob sie gegen diesen bei der Strafkammer des Bundesstrafgerichts Anklage wegen passiver Bestechung fremder Amtsträger und Geldwäscherei. Mit Beschluss vom 30. Juni 2015 wies die Strafkammer die Anklage zur Ergänzung an die Bundesanwaltschaft zurück. Am 9. Juli 2015 reichte die Bundesanwaltschaft die überarbeitete Anklageschrift ein. Darin beantragte sie, das Verfahren gegen X._ wegen Geldwäscherei sei einzustellen und dieser sei wegen passiver Bestechung fremder Amtsträger schuldig zu sprechen und zu bestrafen. B. Am 4. November 2015 verfügte der Verfahrensleiter der Strafkammer des Bundesstrafgerichts, dass gerichtliche Prozesshandlungen und solche der Parteivertreter an der Hauptverhandlung in deutscher Sprache vorzunehmen seien. Auf die dagegen erhobene Beschwerde von X._ trat die Beschwerdekammer des Bundesstrafgerichts nicht ein (Beschluss BB.2015.117 vom 25. November 2015). An der Hauptverhandlung vom 30. November 2015 stellte das Gericht fest, dass X._ nicht hinreichend verteidigt sei, da sein erbetener Verteidiger nicht in der Lage bzw. willens sei, Prozesshandlungen an der Hauptverhandlung in der Verfahrenssprache vorzunehmen. Die Hauptverhandlung wurde im Hinblick auf die Neuregelung der Verteidigung daher unterbrochen. Mit Verfügung vom 10. Dezember 2015 bestellte die Strafkammer des Bundesstrafgerichts X._ auf seinen Vorschlag Rechtsanwalt A._ als amtlichen Verteidiger. Daneben wurde X._ weiterhin von seinem bisherigen erbetenen Verteidiger verteidigt. C. Mit Urteil vom 12. Juli 2016 stellte die Strafkammer des Bundesstrafgerichts das Verfahren gegen X._ wegen Geldwäscherei ein. Von der Anklage der Bestechung fremder Amtsträger sprach es ihn frei. Es sprach ihm eine Entschädigung von Fr. 123'000.-- (Fr. 120'000.-- für Honorar und Auslagen des erbetenen Verteidigers; Fr. 3'000.-- für eigene Reisekosten) sowie eine Genugtuung von Fr. 2'000.-- zu. D. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen, das Urteil vom 12. Juli 2016 sei aufzuheben und es sei ihm eine Parteikostenentschädigung für die erbetene Verteidigung von Fr. 459'640.95 sowie eine Genugtuung von Fr. 30'000.-- zuzusprechen. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. E. Das Bundesstrafgericht verzichtete auf eine Stellungnahme. Die Bundesanwaltschaft liess sich nicht vernehmen.