Sachverhalt:
A. Der 1982 geborene marokkanische Staatsangehörige Y._ reiste am 1. Juli 2004 als Gaststudent in die Schweiz ein und erhielt hier eine bis zum 29. Juni 2005 gültige Kurzaufenthaltsbewilligung. Am 21. Juni 2005 ersuchte er um Erteilung einer Aufenthaltsbewilligung und begründete dies mit seiner Absicht, an der ETH Zürich ein Architekturstudium aufzunehmen. Mit Schreiben vom 24. November 2005 teilte das Migrationsamt des Kantons Zürich Y._ mit, mit Ablauf der Kurzaufenthaltsbewilligung sei er zur Ausreise verpflichtet gewesen, und setzte eine neue Ausreisefrist auf den 31. Dezember 2005 an. Anstatt auszureisen, heiratete Y._ im Januar 2006 die 21 Jahre ältere Schweizerin X._. Aufgrund dieses Umstands wurde ihm eine Aufenthaltsbewilligung zum Verbleib bei der Ehefrau erteilt.
B. Am 1. Januar 2008 ersuchte Y._ um Verlängerung seiner Aufenthaltsbewilligung, was das Migrationsamt mit Verfügung vom 7. Juli 2009 ablehnte; es ging davon aus, dass die eheliche Gemeinschaft bereits im August 2007 aufgegeben wurde.
Gegen die Verfügung des Migrationsamtes rekurrierte Y._ ohne Erfolg beim Regierungsrat des Kantons Zürich. Eine danach beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich geführte Beschwerde wurde von diesem mit Entscheid vom 22. September 2010 abgewiesen; anders als noch seine Vorinstanzen ging das Verwaltungsgericht davon aus, dass Y._ nie einen wirklichen Ehewillen gehabt habe, weswegen seine Beziehung zu X._ eine Scheinehe darstelle.
C. Am 26. Oktober 2010 wandte sich X._ schriftlich ans Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Dieses leitete die Eingabe zuständigkeitshalber an das Bundesgericht weiter. Am 5. November 2010 erreichte das Bundesgericht zudem eine weitere, vom 3. November 2010 datierte Eingabe, welche sowohl im Namen von X._ als auch von Y._ verfasst wurde allerdings nicht unterschrieben war. Nachdem das Bundesgericht Gelegenheit zur Behebung des Mangels gegeben hatte, wurde innert der angesetzten Frist die gleiche Eingabe, nunmehr datiert vom 19. Oktober 2010 und versehen mit einer Unterschrift, eingereicht. Die Eingaben führen im Wesentlichen aus, dass X._ und Y._ den Entscheid des Verwaltungsgerichts vom 22. September 2010 als falsch erachteten. Sinngemäss beantragen sie die Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung von Y._.
Erwägungen:
1. Das Bundesgericht prüft seine Zuständigkeit und die Zulässigkeit eines Rechtsmittels von Amtes wegen und mit freier Kognition (Art. 29 Abs. 1 BGG; BGE 135 III 1 E. 1.1 S. 3).
Die Beschwerdeführerin 1 ist von vornherein nicht zur Beschwerde legitimiert, da sie nicht am vorinstanzlichen Verfahren teilgenommen hat und weder aus den Akten hervorgeht noch von ihr dargelegt wurde, dass ihr keine Möglichkeit zur Teilnahme offen stand (Art. 89 Abs. 1 lit. a BGG). Auf die ausschliesslich in ihrem Namen erfolgte Eingabe vom 26. Oktober 2010 ist somit nicht einzutreten.
Betreffend den Beschwerdeführer 2 ist Art. 83 lit. c Ziff. 2 BGG zu beachten, wonach die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten unzulässig ist, soweit Bewilligungen im Streit stehen, auf die weder das Bundesrecht noch das Völkerrecht einen Anspruch einräumt. Gemäss Art. 42 Abs. 1 des hier anwendbaren Bundesgesetzes vom 16. Dezember 2005 über die Ausländerinnen und Ausländer (Ausländergesetz, AuG; SR 142.20) haben ausländische Ehegatten von Schweizerinnen und Schweizern einen grundsätzlichen Anspruch auf Erteilung und Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung, wenn sie mit diesen zusammenwohnen. Der Beschwerdeführer 2 ist noch immer mit einer Schweizer Bürgerin verheiratet und behauptet sinngemäss, dass er die Voraussetzungen für die Erteilung einer Aufenthaltsbewilligung erfülle. Dies bedarf näherer Prüfung. Ob dem Beschwerdeführer 2 tatsächlich eine Bewilligung zu erteilen ist, bildet Gegenstand der nachfolgenden materiellen Beurteilung (vgl. Urteile 2C_460/2009 vom 4. November 2009 E. 2.1.2, nicht publ. in: BGE 136 II 1; 2C_304/2009 vom 9. Dezember 2009 E. 1.1, nicht publ. in: BGE 136 II 113). Soweit sie sich auf den Beschwerdeführer 2 bezieht, ist daher auf die Eingabe vom 3. November 2010 einzutreten.
2. Gemäss Art. 51 Abs. 1 lit. a AuG erlöschen die Ansprüche nach Art. 42 AuG insbesondere, wenn sie rechtsmissbräuchlich geltend gemacht werden, namentlich um dadurch die Vorschriften dieses Gesetzes und seiner Ausführungsbestimmungen über die Zulassung und den Aufenthalt zu umgehen.
Eine sog. Scheinehe bzw. Ausländerrechtsehe liegt vor, wenn zumindest bei einem der Ehepartner von Anfang an kein Wille zur Führung einer Lebensgemeinschaft gegeben war (BGE 128 II 145 E. 2.1 S. 151; 127 II 49 E. 4 und E. 5 S. 55 ff.).
Wie das Verwaltungsgericht richtig erkannt hat, entzieht sich die Frage, ob eine Scheinehe geschlossen wurde, oftmals einem direkten Beweis, weswegen diesfalls entsprechende Indizien zu würdigen sind. Feststellungen des kantonalen Richters über das Bestehen von solchen Hinweisen können äussere Gegebenheiten, aber auch innere psychische Vorgänge betreffen (Wille der Ehegatten). In beiden Fällen handelt es sich um tatsächliche Feststellungen, welche für das Bundesgericht grundsätzlich verbindlich sind (vgl. Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 1 und Abs. 2 BGG). Frei zu prüfen ist dagegen die Rechtsfrage, ob die festgestellten Tatsachen (Indizien) darauf schliessen lassen, dass die Berufung auf die Ehe rechtsmissbräuchlich sei oder die Umgehung fremdenpolizeilicher Vorschriften bezwecke (BGE 128 II 145 E. 2.3 S. 152 mit Hinweisen).
Indizien für das Vorliegen einer Scheinehe lassen sich praxisgemäss u.a. darin erblicken, dass dem Ausländer die Wegweisung drohte, etwa weil er ohne Heirat keine Aufenthaltsbewilligung erhalten hätte oder sie ihm nicht verlängert worden wäre. Dasselbe gilt, wenn ein erheblicher Altersunterschied zwischen den Ehepartnern besteht. Für das Vorliegen einer Ausländerrechtsehe können sodann die Umstände der Bekanntschaft sprechen sowie insbesondere die Tatsache, dass die Ehegatten eine Wohngemeinschaft gar nie aufgenommen haben. Dass die Begründung einer wirklichen Lebensgemeinschaft gewollt war, kann umgekehrt nicht schon daraus abgeleitet werden, dass die Ehegatten während einer gewissen Zeit zusammenlebten und intime Beziehungen unterhielten; ein derartiges Verhalten kann auch nur vorgespielt sein, um die Behörden zu täuschen (BGE 122 II 289 E. 2b S. 295 mit Hinweisen).
3. Der Beschwerdeführer 2 bestreitet das Vorliegen einer rechtsmissbräuchlichen Absicht und behauptet das Bestehen einer tatsächlich gelebten ehelichen Gemeinschaft: Nach der Hochzeit habe er bei seiner Frau gewohnt. Das von ihm auswärts angemietete Zimmer habe er jedoch zu Studienzwecken (Studium an der Fern-Universität Hagen DE) behalten. Der Hauptgrund, weshalb er dieses Zimmer schliesslich als Hauptwohnsitz angegeben habe, seien finanzielle Probleme gewesen: Er selbst sei damals arbeitslos gewesen und die Ehefrau habe aufgrund der bestehenden Ehe und des gemeinsamen Haushaltes nur reduzierte Ergänzungsleistungen zu ihrer IV-Rente erhalten. Mittlerweile habe er sich aber wieder bei seiner Ehefrau angemeldet und die gemeinsame Wohnung als Hauptadresse angegeben.
4. Die Ausführungen des Beschwerdeführers 2 überzeugen nicht:
Soweit der Beschwerdeführer 2 das Bestehen einer tatsächlich gelebten Ehegemeinschaft behauptet, ist er auf sein Gesuch vom 1. Januar 2008 um Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung hinzuweisen: Darin deklarierte der Beschwerdeführer 2, dass er und seine Frau in getrennten Haushalten lebten. Auf Nachfrage des Migrationsamtes vom 19. Februar 2008 bestätigten beide Ehegatten übereinstimmend, dass die eheliche Gemeinschaft im August 2007 aufgegeben worden sei, zumal sie aus persönlichen Gründen Abstand benötigten.
Anlässlich der gleichen Stellungnahme führte der Beschwerdeführer 2 zudem aus, dass er auch aufgrund seiner Hobbys und aus anderen Gründen viel Zeit in der zweiten Wohnung verbringen müsse und letztere deshalb als Hauptadresse verstehe. Mithin kann keine Rede davon sein, dass dieses "Zweitdomizil" nur seinem Studium diente. Vielmehr ist davon auszugehen, dass es sich hierbei um den primären Aufenthaltsort des Beschwerdeführers 2 handelt.
Dem Umstand, dass sich der Beschwerdeführer 2 wieder an die Wohnadresse der Ehefrau umgemeldet hat, kommt im vorliegenden Zusammenhang keine massgebliche Bedeutung zu: Ein von der Stadtpolizei Zürich durchgeführter Augenschein an der angeblich gemeinsamen Wohnadresse der Beschwerdeführer ergab, dass dort nur die Ehefrau sowie ihr aus einer früheren Beziehung stammender Sohn angetroffen werden konnten. Zudem befanden sich in dieser Wohnung weder Kleider noch Dokumente des Beschwerdeführers 2. Anlässlich ihrer Befragung vom 30. Juni 2010 erklärte die Beschwerdeführerin 1 diesbezüglich, ihr Gatte bringe das Nötige jeweils in einem Rucksack mit, wenn er zu ihr komme.
Nicht plausibel ist sodann die sinngemäss vorgebrachte Behauptung des Beschwerdeführers 2, man habe sich getrennt, damit die Beschwerdeführerin 1 wieder in den Genuss höherer Ergänzungsleistungen zu ihrer IV-Rente komme: Wären tatsächlich finanzielle Überlegungen im Vordergrund gestanden, wäre es vielmehr naheliegend gewesen, das Mietverhältnis betreffend das auswärtige Zimmer zu kündigen und die damit verbundenen Ausgaben einzusparen. Für die geltend gemachten Studienzwecke hätte der Beschwerdeführer 2 diesfalls ohne Weiteres die öffentlichen Bibliotheken in der Stadt Zürich nützen können.
Auffällig ist dagegen - wie die Vorinstanz zutreffend festhielt - einerseits der grosse Altersunterschied von 21 Jahren und andererseits der Umstand, dass der Beschwerdeführer 2 vor der Eheschliessung unmittelbar damit konfrontiert war, die Schweiz verlassen zu müssen. Schliesslich sind die vorgebrachten gesundheitlichen Probleme der Beschwerdeführerin 1 zwar ein plausibler Grund dafür, dass diese jemanden benötigt, der sie unterstützt, aber kein Beweis dafür, dass auch auf Seiten des Beschwerdeführers 2 ein Ehewille besteht.
5. Bei dieser Sachlage ist es nicht zu beanstanden, dass das Verwaltungsgericht von einem fehlenden Ehewillen des Beschwerdeführers 2 ausging und deshalb auf das Bestehen einer rechtsmissbräuchlichen Absicht schloss. Nach dem Ausgeführten hat dies zur Folge, dass dem Beschwerdeführer 2 kein Anspruch auf die Erteilung einer Aufenthaltsbewilligung zusteht. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten erweist sich deshalb als unbegründet und ist abzuweisen, soweit darauf überhaupt einzutreten ist.
Entsprechend diesem Verfahrensausgang sind die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens den Beschwerdeführern unter solidarischer Haftung aufzuerlegen (Art. 65 f. BGG). Eine Parteientschädigung ist nicht auszurichten (Art. 68 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 1'500.-- werden den Beschwerdeführern unter solidarischer Haftung auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Beschwerdeführern, der Sicherheitsdirektion und dem Regierungsrat des Kantons Zürich, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 2. Kammer, sowie dem Bundesamt für Migration schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 4. Februar 2011
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Zünd Zähndler