Faits : A. A.a. A._, née en 1974, et B._, né en 1971, tous deux de nationalité allemande, se sont mariés le 30 septembre 2005 à Genève. Une enfant, C._, est née de cette union en 2011. L'épouse est la mère d 'un second enfant, D._, né en 2014, dont le père est son concubin actuel, E._, né en 1953. A.b. En raison d'importantes difficultés conjugales, les époux se sont séparés le 1er août 2012 et n'ont jamais repris la vie commune. Depuis la séparation de ses parents, C._ vit auprès de sa mère. A.c. L'épouse est au bénéfice d'une formation d'infirmière spécialisée en pédiatrie. Elle n'exerce plus aucune activité professionnelle depuis la naissance de C._ et se consacre à l'éducation de ses enfants. Au moment de la séparation, l'épouse entretenait déjà une relation sentimentale avec son compagnon actuel. Elle a fait ménage commun avec celui-ci depuis 2013 à tout le moins et jusqu'à ce qu'il parte s'établir définitivement au Canada, le 1er avril 2018, afin d'y travailler en qualité de médecin-chef dans un hôpital. A l'initiative de l'épouse, D._ a rejoint son père au Canada au début du mois d'août 2018. Depuis le 1er août 2018, l'épouse vit avec C._ à W._. Elle est entretenue par son compagnon et ne réalise aucun revenu. Au cours de la procédure, elle a indiqué qu'elle souhaitait déménager au Canada et y trouver un emploi lui permettant d'avoir des horaires flexibles et compatibles avec la prise en charge de ses enfants. Elle souhaiterait pouvoir travailler à temps partiel et changer d'orientation professionnelle en effectuant une formation financée par son compagnon. A.d. Médecin au bénéfice d'une spécialisation en pédiatrie, l'époux travaille pour le compte de H._, à Genève. Depuis le mois de juin 2018, il travaille à un taux réduit de 80%, pour des raisons médicales. Ses horaires de travail sont modulables, en ce sens que les journées de travail sont souples et adaptables et que le télétravail est autorisé. Depuis le début de l'année 2013, l'époux est en couple avec F._. Quand bien même celle-ci se trouve fréquemment au domicile de l'époux, elle a conservé son logement, étant précisé qu'elle travaille également à Genève à plein temps en qualité de conseillère économique au sein de I._. A.e. La séparation des parties a fait l'objet de diverses décisions de mesures protectrices de l'union conjugale, traitant principalement du sort de l'enfant C._, autour de laquelle se cristallise le conflit conjugal. B. B.a. Le 21 juillet 2015, l'épouse a déposé une demande unilatérale en divorce. Le 11 avril 2016, elle a motivé sa demandeen concluant notamment à ce que l'autorité parentale sur C._ demeure conjointe après le divorce (II), à ce que le droit de déterminer le lieu de résidence de l'enfant lui demeure confié, à ce qu'elle exerce la garde de fait, à ce que l'enfant réside auprès d'elle (III) et à ce qu'à défaut d'entente entre les parties, le droit aux relations personnelles de l'époux s'exerce selon des modalités qu'elle a précisées (V). Dans sa réponse du 25 août 2016, l'époux a conclu au rejet des conclusions et, reconventionnellement, à ce que l'autorité parentale sur l'enfant demeure conjointe après le divorce et à ce qu'une garde alternée soit instaurée. Le 17 novembre 2016, l'épouse a conclu au rejet des conclusions de l'époux. B.b. Durant la procédure de divorce, les parties ont chacune déposé plusieurs requêtes de mesures provisionnelles. Entre autres, la Présidente du Tribunal civil de l'arrondissement de l'Est vaudois (ci-après: la Présidente) a, par ordonnance du 8 février 2017, rejeté la requête de l'époux tendant à l'instauration d'une garde alternée sur l'enfant et, par ordonnance du 6 juillet 2018, rejeté la requête de l'épouse tendant principalement à ce qu'elle soit autorisée à déplacer le lieu de résidence de C._ dans la région de U._, au Canada, à compter de la rentrée scolaire 2018-2019. Cette dernière ordonnance a été confirmée par l'autorité d'appel le 10 août 2018. Le recours interjeté par l'épouse contre cette dernière décision a été rejeté par arrêt du Tribunal fédéral du 4 octobre 2018 (5A_791/2018). B.c. La Présidente a en outre ordonné une expertise pédopsychiatrique communément requise par les parties, avec pour but de déterminer les capacités parentales des parties et de faire toutes propositions utiles relatives à l'attribution de la garde et à la réglementation des relations personnelles du parent non gardien, ainsi que d'examiner l'opportunité d'entreprendre des mesures en relation avec le conflit parental. L'expert, le Professeur G._, a déposé son rapport d'expertise le 22 mars 2018. B.d. A l'issue de son droit de visite le vendredi 29 juin 2018 à 18 h. 30, l'époux n'a pas ramené C._ à sa mère, persuadé que cette dernière allait quitter la Suisse pour le Canada avec leur enfant durant le week-end. Par jugement du 28 novembre 2019, le Tribunal de police de l'arrondissement de l'Est vaudois a libéré l'époux du chef d'accusation d'enlèvement de mineur et a rejeté les conclusions civiles de l'épouse, considérant que le père avait agi en état de nécessité. L'épouse a interjeté un appel contre ce jugement le 6 janvier 2020. B.e. Par jugement du 28 novembre 2019, le Tribunal civil de l'arrondissement de l'Est vaudois (ci-après: le Tribunal) a prononcé le divorce des parties (II), attribué le droit de déterminer le lieu de vie et la garde de fait de C._ à sa mère (III), autorisé cette dernière à déplacer le lieu de résidence de l'enfant auprès d'elle dans la région de U._, au Canada (IV), dit que le domicile administratif de l'enfant était au domicile de sa mère (V), dit que l'époux jouirait d'un libre et large droit de visite sur l'enfant à exercer d'entente avec l'épouse et fixé les modalités du droit de visite à défaut d'entente (VII), pris acte de l'engagement de l'épouse à favoriser les relations personnelles entre C._ et son père (VIII) et dit que celui-ci contribuerait à l'entretien de sa fille par le versement d'une pension mensuelle, allocations familiales incluses, de 900 fr. jusqu'à ses dix ans révolus, de 1'100 fr. dès lors et jusqu'à ses seize ans révolus et de 1'200 fr. dès lors et jusqu'à sa majorité ou l'achèvement de la formation professionnelle au sens de l'art. 277 al. 2 CC (X). C. C.a. Par acte du 17 janvier 2020, l'ex-époux a fait appel du jugement du 28 novembre 2019 en concluant, en substance, principalement à la suppression des chiffres III et XV du dispositif et à la réforme des chiffres IV et VII en ce sens que l'épouse ne soit pas autorisée à déplacer le lieu de résidence de C._ au Canada, qu'une garde alternée soit mise en oeuvre, respectivement que, dans l'hypothèse où l'épouse devrait s'installer au Canada, la garde sur l'enfant lui soit confiée et que la contribution d'entretien soit immédiatement supprimée, cas échéant prorata temporis. Subsidiairement, il a conclu à la réforme du chiffre VII du dispositif en ce sens que, pour le cas où le transfert du lieu de résidence de l'enfant au Canada serait autorisé, il puisse exercer son droit de visite selon des modalités qu'il a précisées. Plus subsidiairement, il a conclu à l'annulation du jugement entrepris et au renvoi du dossier de la cause aux premiers juges pour nouvelle décision. C.b. Le 15 avril 2020, l'ex-épouse a déposé une réponse et un appel joint. Elle a conclu au rejet de l'appel et à ce que le droit de visite du père s'exerce à raison de huit semaines par année, moyennant un préavis de six mois. C.c. Le 27 avril 2020, l'époux a conclu à l'irrecevabilité de l'appel joint. C.d. Par arrêt du 12 juin 2020, la Cour d'appel civile du Tribunal cantonal vaudois (ci-après: Cour d'appel) a, entre autres, partiellement admis l'appel (I), rejeté l'appel joint (II) et réformé le jugement au chiffre VII de son dispositif réglant le droit de visite de l'époux avant et après le déplacement du domicile de l'enfant au Canada. D. Par acte du 2 juillet 2020, l'époux interjette un recours en matière civile au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens. Il conclut principalement à l'annulation de l'arrêt attaqué (7) et au renvoi de la cause à l'autorité inférieure pour complément d'expertise, à confier à des psychiatres spécialisés en systémique familiale et comprenant le groupe familial en entier, soit notamment C._ et ses deux parents, ainsi que les compagnons des parents (8). Subsidiairement, il conclut à ce qu'il soit fait interdiction à l'épouse de déplacer la résidence habituelle de l'enfant hors de Suisse (9), à ce qu'une garde alternée soit instaurée, le domicile administratif de l'enfant étant auprès de sa mère (10), à ce que la prise en charge de l'enfant par le père se fasse d'entente entre les parties et, à défaut, à ce qu'elle soit fixée selon des modalités qu'il précise (11), à ce que, dans l'hypothèse où la mère s'installerait au Canada, la garde exclusive de l'enfant soit automatiquement attribuée au père (12), à ce que, dans la même hypothèse, les relations personnelles mère-enfant soient fixées de manière élargie et à ce qu'elles s'exercent d'un commun accord entre les parties et, à défaut, selon des modalités qu'il précise (13), à ce que, toujours dans cette hypothèse, les parties s'entendent sur les vacances selon des modalités qu'il précise (14), à ce que la contribution d'entretien telle que prévue par le chiffre X du jugement du 28 novembre 2019 du Tribunal civil d'arrondissement de l'Est vaudois soit supprimée prorata temporis, étant précisé que les frais engendrés par l'exercice du droit de visite seraient entièrement assumés par la mère (15), et à ce que, pour le surplus, l'arrêt querellé soit confirmé (16). Plus subsidiairement, le recourant conclut à ce que la cause soit renvoyée à l'autorité inférieure pour la mise en oeuvre d'une contre-expertise, à confier à des psychiatres spécialisés en systémique familiale, comprenant le groupe familial en entier, soit notamment C._ et ses deux parents, ainsi que les compagnons des parents (20). Plus subsidiairement encore et dans l'hypothèse où l'épouse devrait être autorisée à déplacer le lieu de vie de l'enfant au Canada, le recourant conclut à ce que les relations personnelles soient fixées de manière élargie, à ce qu'elles s'exercent d'un commun accord entre les parties et, à défaut, selon des modalités qu'il précise (23 et 24) et à ce qu'il contribue à l'entretien de l'enfant par le régulier versement d'une contribution d'entretien mensuelle, payable d'avance le premier de chaque mois en mains de la mère, allocations familiales comprises, de 720 fr. jusqu'aux dix ans de l'enfant, de 880 fr. de ses dix ans jusqu'à ses seize ans, et de 960 fr. de ses seize ans jusqu'à sa majorité ou l'achèvement de sa formation professionnelle au sens de l'art. 277 al. 2 CC (25). Le recourant conclut également à ce qu'il soit acheminé à apporter la preuve, par toutes voies de droit, de la réalité des faits exposés dans son recours et à ce que la preuve contraire des allégués de tout opposant, respectivement de son adverse partie, lui soit réservée (19 et 26). L'époux a sollicité l'effet suspensif et a pris des conclusions provisionnelles tendant à ce qu'interdiction soit faite à la mère de sortir ou faire sortir l'enfant de Suisse - sous la menace de la peine prévue à l'art. 292 CP -, à ce que le passeport de l'enfant soit déposé au greffe du Tribunal fédéral ou à ce que l'enfant et la mère soient inscrites dans les fichiers RIPOL et SIS. Par ordonnance du 20 juillet 2020, la Juge présidant a admis la requête d'effet suspensif et rejeté la requête de mesures provisionnelles, les frais et dépens suivant le sort de la cause au fond.