Faits: A. Par jugement du 25 octobre 2011, le Tribunal criminel du Littoral et du Val de Travers a abandonné, au bénéfice du doute, douze des treize chefs d'accusation d'incendie intentionnel retenus à l'encontre de X._ et n'en a retenu qu'un seul, relatif à l'incendie survenu le 22 avril 2010 dans l'immeuble sis à Y._, dans lequel X._ habite. Il l'a condamné à une peine privative de liberté de 32 mois, assortie d'un sursis partiel portant sur 22 mois, avec délai d'épreuve de trois ans, a restitué les objets séquestrés durant l'enquête, à l'exception d'une arme, et a prononcé une règle de conduite consistant à maintenir le suivi de X._ par le Service de probation et le Centre neuchâtelois d'alcoologie (CENEA) durant dix-huit mois à compter du 25 octobre 2011. B. Le 1er octobre 2012, la Cour pénale du Tribunal cantonal de la République et canton de Neuchâtel a rejeté l'appel dont X._ l'avait saisie et a confirmé le jugement du 25 octobre 2011. Elle s'est fondée sur les éléments de fait suivants. B.a A la suite d'une série d'incendies intentionnels qui se sont produits à compter du début de l'année 2009 dans la région Z._, dont plusieurs à Y._ dans le canton de Neuchâtel, la police a mis en place une surveillance vidéo à proximité du domicile de X._, pompier volontaire sur lequel les soupçons se dirigeaient. B.b Le 22 avril 2010, X._ a été filmé rentrant à son domicile peu avant 14 heures 30, en repartir vers 16 heures 15 et y revenir un quart d'heure plus tard. Il s'est à nouveau absenté entre 16 heures 45 et 18 heures 06 pour participer, à sa demande, à une reconnaissance pour un exercice de pompier, en compagnie d'un collègue. A 18 heures 19, il a été filmé en train de descendre des étages de son immeuble par les escaliers, étant précisé qu'il habite au rez-de-chaussée. Après avoir déclaré que cela devait faire au moins six mois ou une année qu'il n'était pas monté dans les étages, il a indiqué qu'il n'avait pas souvenir de l'avoir fait le 22 avril 2010 et qu'entre la fin de sa reconnaissance pour l'exercice de pompier et l'arrivée de son amie à son domicile, vers 18 heures 20, c'était "le blanc total". Il est descendu au rez-inférieur et a cherché à sortir de l'immeuble par une porte latérale. Il a alors rencontré une voisine, à laquelle il a expliqué qu'il voulait savoir qui tondait le gazon, ce qui a surpris cette dernière. X._ a également déclaré ne pas se souvenir de cette rencontre. L'alarme pour un feu dans les combles de l'immeuble habité par X._ a été lancée à 18 heures 32 par un tiers. B.c Confronté aux éléments de preuve le mettant en cause, X._ a expliqué ses "blancs" par sa consommation excessive d'alcool le jour en question. La personne avec laquelle il se trouvait à midi ce jour-là a cependant déclaré qu'ils avaient peu bu. Le pompier avec lequel X._ a effectué une reconnaissance et son amie ont en outre déclaré qu'il ne leur avait pas paru sous l'influence de l'alcool. Chargé de se prononcer sur la prétendue absence de souvenirs de X._, le Dr A._, médecin psychiatre, a indiqué qu'une amnésie avec des souvenirs parfaitement clairs à 18 heures 05, puis aucun à 18 heures 20 et à nouveau des souvenirs précis lui permettant de décrire son comportement après le déclenchement de l'alarme, ne correspondait à aucun pattern de trouble de la mémoire connu en psychiatrie. Pour l'expert, l'amnésie de X._ était simulée. B.d Deux hypothèses pouvaient être formulées quant à la manière dont X._ avait allumé le feu. Soit il avait installé un mécanisme de mise à feu durant l'après-midi, soit il avait allumé le feu juste avant que l'alarme ne soit déclenchée, entre 18 heures 06 et 18 heures 19. Le deuxième scénario était toutefois moins probable dans la mesure où le feu avait déjà atteint une certaine ampleur lorsque l'alarme avait été donnée. X._ était monté dans les étages, puis avait cherché à sortir de l'immeuble, afin de voir si l'incendie avait pris. C. X._ forme un recours en matière pénale au Tribunal fédéral contre le jugement du 1er octobre 2012. Il conclut à son acquittement, à ce que l'indemnité qui lui est due en vertu de l'art. 429 CPP pour les deux instances cantonales soit fixée et à ce que soit ordonnée la fin de son suivi par le service de probation et le CENEA ainsi que la levée du dernier séquestre. Subsidiairement, il conclut au renvoi de la cause à l'autorité cantonale pour nouveau jugement. Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.