Faits: A. A._ a été engagé dès le 13 septembre 1999 en qualité de maçon par l'entreprise X._ SA. Dans son activité professionnelle, il a été victime de deux accidents, les 14 novembre 1999 et 5 janvier 2007, à la suite desquels il a souffert respectivement d'une petite lésion des tendons de la coiffe des rotateurs de l'épaule droite et d'une importante rupture du sus-épineux de l'épaule droite. La Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA) a pris en charge les conséquences de ces accidents. Le 2 avril 2009, A._ a glissé et chuté sur son côté gauche en enjambant un muret sur un chantier alors qu'il portait de lourds outils. Bien qu'il ait ressenti des douleurs dans la région axillaire, l'épaule et le bras gauches et rencontré des difficultés à effectuer certains mouvements, il a continué à travailler jusqu'au 30 avril 2009 avant de consulter un médecin. Dès cette date, il a cessé d'exercer toute activité lucrative. Se fondant notamment sur le résultat d'une arthro-IRM de l'épaule gauche effectuée le 18 juin 2009, le docteur C._, spécialiste FMH en médecine interne, a posé le diagnostic de rupture du tendon du sus-épineux, d'atteinte partielle du sous-scapulaire et dans une moindre mesure du sous-épineux (rapport du 3 juillet 2009). Le 15 décembre 2009, A._ a déposé une demande de prestations auprès de l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Neuchâtel (ci-près: l'OAI). Dans un rapport d'examen médical final du 24 septembre 2010, le docteur U._, spécialiste en chirurgie orthopédique et traumatologie de l'appareil moteur et médecin d'arrondissement de la CNA, a considéré la situation comme stabilisée. Il a estimé la capacité de travail de l'assuré à 100 % dans toute activité ne nécessitant pas le port de charges supérieures à 5 kilos, ni l'élévation des bras au-dessus du plan de l'horizontale. Dans le cadre de l'instruction de la demande, l'OAI a confié la réalisation d'une expertise au docteur S._, spécialiste FMH en rhumatologie et en médecine interne. Ce praticien a retenu comme diagnostics avec répercussion sur la capacité de travail, des omalgies bilatérales chroniques, un syndrome lombo-vertébral récurrent sans signe radiculaire irritatif ou déficitaire (discopathie L4-L5 sans conflit radiculaire), un syndrome cervico-brachial récurrent sans signe radiculaire irritatif ou déficitaire (discopathie multi-étagée modérée) et un syndrome polyinsertionnel douloureux récurrent (diminution du seuil de tolérance à la douleur). Il a conclu à une capacité de travail de 80 % dans une activité adaptée, c'est-à-dire respectant les limitations fonctionnelles suivantes: les mouvements en porte-à-faux répétitifs de manière prolongée, le port de charges de plus de 10 kilos ainsi que les mouvements des membres supérieurs au-dessus de l'horizontale (cf. rapport d'expertise du 18 octobre 2010 et correctifs et complément des 10 mars et 5 juillet 2011). Par décision du 15 février 2011, confirmée sur opposition le 26 août 2011, la CNA a alloué à A._, dès le 1 er novembre 2010, une rente d'invalidité de 25 %, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité fondée sur un taux de 19 %. En ce qui concerne l'incapacité de gain, la CNA a estimé que l'assuré était en mesure d'exercer une activité légère dans différents secteurs de l'industrie à la condition de ne pas trop mettre à contribution ses bras. Se fondant sur cinq descriptions de postes de travail (DPT), elle a fixé le revenu d'invalide à 4'922 fr. par mois puis elle a comparé celui-ci à un revenu sans invalidité de 6'582 fr. L'assuré a recouru contre cette décision sur opposition en concluant à l'octroi d'une rente d'invalidité fondée principalement sur un taux de 100 %, subsidiairement sur un taux de 52 %. Il a également conclu à ce que le tribunal statue, en la corrigeant, sur l'indemnité pour atteinte à l'intégrité. Se fondant sur les conclusions de l'expert S._, l'OAI a octroyé à l'assuré une demi-rente d'invalidité fondée sur un taux de 52 % dès le 1 er juin 2010 (cf. décision du 13 octobre 2011). L'assuré a également recouru contre cette décision. B. Par jugement du 17 janvier 2013, la juridiction cantonale a rejeté le recours interjeté par l'assuré contre la décision de l'OAI. Par jugement du même jour, cette même juridiction a partiellement admis le recours contre la décision de la CNA du 26 août 2011. Elle l'a annulée en tant qu'elle constatait que l'indemnité pour atteinte à l'intégrité n'était pas contestée et a renvoyé la cause à la CNA pour instruction complémentaire et nouvelle décision sur ce point. Elle a rejeté le recours pour le surplus. C. A._ interjette un recours en matière de droit public contre le jugement du 17 janvier 2013 en matière d'assurance-accident, en concluant derechef à l'octroi d'une rente d'invalidité fondée sur un taux de 100 %, subsidiairement sur un taux de 52 %. La CNA conclut au rejet du recours. L'Office fédéral de la santé publique a renoncé à se déterminer. D. Par arrêt de ce jour, le Tribunal fédéral a rejeté le recours de l'assuré contre le jugement cantonal du 17 janvier 2013 en matière d'assurance-invalidité (8C_150/2013).