Faits: A. S._ a travaillé en tant que maçon auprès de la société X._ SA. Pour cette activité, il était assuré contre le risque d'accidents auprès de la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (ci-après: la CNA). Le prénommé a également exercé une activité à titre accessoire du 15 décembre 2006 au 30 avril 2007 auprès de la société Y._ SA. Le 15 février 2007, l'assuré a glissé sur la neige; en se rattrapant sur les bras, il s'est blessé à l'épaule droite. L'évolution a été défavorable, l'intéressé ayant dû subir deux interventions chirurgicales sous la forme d'une arthroscopie avec réinsertion du bourrelet par ancre Mitec Panaloc (le 11 février 2008) et d'une acromioplastie avec résection du centimètre externe de la clavicule et ténodèse du long chef du biceps (le 4 novembre 2009). La CNA a pris en charge le cas. Plusieurs tentatives de reprise du travail dans une activité mieux adaptée auprès de la société X._ SA ont échoué. L'assuré a séjourné du 25 août au 14 septembre 2010 auprès de la Clinique Z._ où il a été examiné par les docteurs K._ et M._ (cf. rapport du 8 octobre 2010). Le 1er décembre 2010, le docteur R._, spécialiste FMH en chirurgie et médecin d'arrondissement de la CNA, a procédé à un examen final, à l'issue duquel il a conclu que l'assuré devait être reclassé dans une profession ne sollicitant pas l'épaule au-dessus de l'horizontale, et sans mouvements répétés des bras, ni port de charges supérieures à 10 kg. Par décision du 24 février 2011, la CNA a alloué à S._ une rente d'invalidité fondée sur un taux d'incapacité de gain de 20 %, à compter du 1er février 2011, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité d'un taux de 17,5 %. Le degré d'invalidité résultait de la comparaison du revenu sans invalidité de 69'862 fr. avec le revenu dans une activité adaptée exigible à 100 % de 56'167 fr. fixé sur la moyenne des salaires résultant de cinq descriptions de postes de travail (DPT), en tant que collaborateur de production, ouvrier de brasserie et caissier. Saisie d'une opposition, la CNA l'a partiellement admise en ce sens que le montant du gain annuel assuré a été porté à 72'234 fr. au lieu de 69'736 fr. (décision sur opposition du 7 juin 2011). B. L'assuré a déféré cette décision à la Chambre des assurances sociales de la Cour de justice de la République et canton de Genève, en produisant deux rapports du professeur O._, médecin-chef du Service de chirurgie orthopédique de la Clinique W._, des 24 mars et 9 mai 2011. Par jugement du 25 octobre 2011, la Cour de justice de la République et canton de Genève a rejeté le recours. C. S._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement, dont il demande l'annulation. Sous suite de dépens, il conclut principalement à l'octroi d'une rente LAA basée sur un degré d'invalidité d'au moins 50 % à compter du 1er février 2011. Il demande subsidiairement la reconnaissance d'un degré d'invalidité d'au minimum 24 % et plus subsidiairement encore, le renvoi de la cause à la juridiction cantonale pour instruction complémentaire. La CNA conclut au rejet du recours. L'Office fédéral de la santé publique a renoncé à se déterminer. L'assuré s'est encore exprimé le 5 mars 2012.