Fatti: A. A._ è un titolare di una patente di caccia che, il 1° settembre 2007, ha abbattuto una femmina adulta di camoscio in territorio di X._. Il 3 settembre 2007, egli ha portato l'animale al posto di controllo competente, dove il guardiacaccia ha constatato che si trattava di una femmina allattante e quindi protetta. Non concordando con quest'ultimo giudizio, A._ ha allora domandato l'allestimento di una perizia ufficiale. La stessa è stata eseguita due giorni più tardi dall'Istituto di anatomia veterinaria dell'Università di Zurigo ed ha confermato la conclusione del guardiacaccia. B. Il 12 settembre 2008, dopo aver ricevuto l'incarto dal Consiglio di Stato, che aveva annullato una prima risoluzione per motivi formali, la Divisione dell'ambiente del Dipartimento del territorio ha deciso di addebitare ad A._ un importo complessivo di fr. 350.-- a titolo di risarcimento del danno faunistico, così composto: fr. 100.--, quale risarcimento vero e proprio, e fr. 250.-- quale rimborso delle spese di perizia. L'abbattimento del capo in questione, tempestivamente annunciato da A._ al guardiacaccia competente e risultato l'unica segnalazione in tal senso degli ultimi cinque anni, non ha invece portato all'apertura di nessuna procedura di natura penale nei suoi confronti. La richiesta di risarcimento è stata in seguito confermata su ricorso sia dal Consiglio di Stato, con decisione dell'11 novembre 2008, che dal Tribunale cantonale amministrativo, il quale si è pronunciato in merito con sentenza del 17 dicembre 2010. C. Con ricorso in materia di diritto pubblico del 1° febbraio 2011, A._ ha impugnato quest'ultimo giudizio davanti al Tribunale federale, postulandone l'annullamento. A sostegno della sua richiesta, egli denuncia una violazione del diritto di essere sentito e del diritto ad un processo equo, censura un'applicazione arbitraria della legge, critica infine l'apprezzamento delle prove e l'accertamento dei fatti svolto dalla Corte cantonale. In subordine, fa inoltre valere una serie di altre censure di cui verrà detto, per quanto necessario, nel seguito. Chiamato ad esprimersi, il Tribunale cantonale amministrativo ha chiesto che il ricorso venga respinto. Il Consiglio di Stato e la Divisione dell'ambiente del Dipartimento del territorio del Cantone Ticino, si sono invece rimessi al giudizio di questa Corte.