Faits: A. H.X._, né le 30 janvier 1952, de nationalité suisse, et F.X._, née le 11 janvier 1968, de nationalité bulgare, se sont mariés le 6 mars 1999 à .... Par contrat du 5 mars 1999, les époux X._ ont adopté le régime de la séparation de biens. Le 14 août 1998, H.X._ a reconnu A._ et B._, les fils jumeaux de son épouse, nés le 11 avril 1996. Par jugement définitif du 27 avril 2006, le Tribunal de première instance du canton de Genève a rejeté l'action en contestation de cette reconnaissance intentée par H.X._. Les époux X._ vivent séparés depuis le mois de décembre 2004. B. B.a Par acte du 10 décembre 2008, l'épouse a formé une demande en divorce auprès du Tribunal de première instance du canton de Genève. Par jugement du 4 février 2010, le tribunal a prononcé le divorce des parties. Il a entre autres attribué à la mère l'autorité parentale et la garde sur les enfants et fixé la contribution d'entretien mensuelle de chacun des enfants à la charge du père à 500 fr. jusqu'à l'âge de quinze ans et 600 fr. dès lors et jusqu'à la majorité, voire au-delà en cas de formation ou d'études suivies régulièrement et avec sérieux. B.b Par arrêt du 19 novembre 2010, la Cour de justice du canton de Genève a partiellement réformé ce jugement sur ce point en ce sens que la contribution d'entretien mensuelle à la charge de l'époux en faveur de chacun des enfants a été limitée au-delà de la majorité, en cas de formation ou d'études suivies régulièrement et avec sérieux, au maximum jusqu'à l'âge de 25 ans. C. L'époux interjette le 10 janvier 2011 un recours en matière civile au Tribunal fédéral, concluant à la réforme de l'arrêt attaqué en ce sens qu'il ne doit pas payer de contribution à l'entretien de ses enfants. Il se plaint d'arbitraire dans l'établissement de ses revenus et charges ainsi que d'une violation des art. 285 et 277 al. 2 CC. Aucune observation n'a été requise sur le fond.