Sachverhalt: A. Auf ein Leistungsgesuch des 1963 geborenen D._ hin holte die IV-Stelle des Kantons Aargau unter anderem die Gutachten des Spitals X._ vom 7. Juli 2005 (mit Ergänzung vom 7. Juli 2006) sowie des Instituts Z._, vom 1. Mai 2007 ein und verneinte nach durchgeführtem Vorbescheidverfahren mit zwei Einspracheentscheiden vom 16. Oktober 2007 einen Anspruch auf berufliche Massnahmen und Invalidenrente. B. Die hiegegen eingereichte Beschwerde wies das Versicherungsgericht des Kantons Aargau ab (Entscheid vom 16. März 2010). C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt D._ beantragen, unter Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids sei ihm eine Invalidenrente auf Basis eines Invaliditätsgrades von 50 % zuzusprechen. Die IV-Stelle schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen verzichtet auf eine Vernehmlassung.