Faits: A. Par décision du 2 juin 2010, le Conseil d'Etat du canton du Valais a approuvé le projet relatif à la réalisation de divers accès à la Bâtiaz (commune de Martigny), lequel prévoit notamment la construction d'une nouvelle route entre la route cantonale T9 qui mène à Vernayaz et la RC 71 qui conduit à Fully, dénommée route Transversale. Ce projet implique l'expropriation de 488 m2 sur un total de 2'523 m2 de la parcelle 5038 de A._. Celui-ci n'a pas fait opposition au projet. Le 20 octobre 2010, le prénommé a assisté à la visite des lieux organisée par la Commission d'estimation en matière d'expropriation (ci-après: la Commission d'estimation) et a donné son accord à la prise de possession de la partie expropriée au 1er janvier 2011. La Commission d'estimation a statué sur l'indemnité à verser pour l'acquisition visée, le 10 décembre 2010, fixant notamment à 6 fr. le prix du m2 de terrain exproprié. Par arrêt du 12 mai 2011, le Tribunal cantonal du canton du Valais (ci-après: le Tribunal cantonal) a rejeté le recours de A._ contre la décision précitée. Il a considéré en substance qu'il n'y avait pas de raison de s'écarter de l'indemnisation retenue par la Commission d'estimation, celle-ci correspondant au dernier prix payé pour des terres agricoles dans la région concernée au moment déterminant. B. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal du 12 mai 2011 et d'admettre son recours du 7 janvier 2011 contre la décision de la Commission d'estimation du 10 décembre 2010, la valeur de son terrain exproprié étant arrêté à 200 fr. le m2, subsidiairement 10 fr. le m2. Le Tribunal cantonal et la Commission d'estimation renoncent à se déterminer. La Commune de Martigny conclut au rejet du recours. Le recourant n'a pas répliqué.