Sachverhalt:
A. Gemäss Strafbefehl des Bezirksamts Muri vom 29. Januar 2009 überholte X._ am 17. August 2008 mit seinem Motorrad ausserorts bei einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h ein Auto mit übersetzter Geschwindigkeit. X._ erhob Einspruch gegen den Strafbefehl. In der Folge wurde er erstinstanzlich der einfachen Verkehrsregelverletzung durch Überschreiten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit schuldig gesprochen. Das Obergericht des Kantons Aargau wies mit Urteil vom 26. November 2009 die von X._ dagegen erhobene Berufung ab.
B. Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._, er sei von Schuld und Strafe freizusprechen. Eventualiter sei die Sache zu ergänzenden Abklärungen an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer rügt eine offensichtlich unrichtige Feststellung des Sachverhalts durch willkürliche Beweiswürdigung und Verletzung des Grundsatzes "in dubio pro reo".
1.1 Die Vorinstanz führt aus, die Kantonspolizei habe anlässlich der durchgeführten Geschwindigkeitskontrolle eine Videoaufzeichnung erstellt. Zuerst fahre der Beschwerdeführer mit seinem Motorrad ins Bild. Dies auf der linken Fahrspur, um einen Personenwagen zu überholen. Kurz darauf erscheine der zweite Motorradfahrer, A._, ebenfalls auf der linken Fahrspur. Dessen Geschwindigkeit betrage gemäss einer exakten Laser-Messung 125 km/h. Beide Motorradlenker würden einen kurzen Moment auf der linken Spur fahren und anschliessend auf die rechte Fahrbahn einschwenken. Der Abstand zwischen den beiden habe sich während des Überholmanövers kaum verändert. Dies ergebe sich insbesondere in Betrachtung der Schatten der beiden Motorradfahrer in Relation zu den Markierungen der Mittellinie. Zudem habe der Beschwerdeführer nicht langsamer fahren können, da er angesichts des nahenden Gegenverkehrs seinem hinter ihm fahrenden Kollegen so schnell wie möglich ein Einbiegen auf die rechte Spur habe ermöglichen müssen. Gestützt auf die Messung der Geschwindigkeit des Motorrads A._ und in Würdigung der vorliegenden Videoaufnahme sei erstellt, dass der Beschwerdeführer mindestens mit der gleichen Geschwindigkeit gefahren sei wie das ihm nachfolgende Motorrad. Diesbezüglich gebe auch der Polizeibeamte P._ in seinem Rapport an, die Betrachtung der Videosequenz ergebe, dass beide Motorräder beim Überholmanöver gleich schnell unterwegs gewesen seien (s. angefochtenes Urteil E. 4 S. 6 f.).
1.2 Der Beschwerdeführer bringt vor, seine Geschwindigkeit sei nicht gemessen worden, und dementsprechend gebe es kein Messprotokoll. Vielmehr beruhe der von der Vorinstanz festgestellte Sachverhalt auf vagen Annahmen und Hypothesen. Das Lasergerät sei am 17. August 2008 auf "Limit: 114 km/h" justiert gewesen. Es habe sich somit nur bei Geschwindigkeiten aktiviert, die über dieser Limite liegen würden. Obschon das Gerät beide Motorradfahrer erfasst habe, habe es sich nur beim nachfolgenden Motorradfahrer A._ aktiviert. Die vorinstanzliche Schlussfolgerung, er sei gleich schnell gefahren wie der nachfolgende Motorradfahrer, sei offensichtlich unrichtig. Zudem habe sich bei Betrachtung der Videosequenz der Abstand zwischen den beiden Motorrädern eindeutig verringert. Der Motorradfahrer A._ habe beschleunigt, um vor den entgegenkommenden Personenfahrzeugen wieder einbiegen zu können.
1.3 Aus der in Art. 32 Abs. 1 BV und Art. 6 Ziff. 2 EMRK verankerten Unschuldsvermutung wird die Rechtsregel "in dubio pro reo" abgeleitet. Als Beweiswürdigungsregel besagt der Grundsatz, dass sich der Strafrichter nicht von einem für den Angeklagten ungünstigen Sachverhalt überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat. Auf dem Gebiet der Beweiswürdigung ist die Kognition des Bundesgerichts auf Willkür beschränkt. Willkür liegt vor, wenn der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (BGE 135 I 313 E. 1.3 S. 316; 129 I 173 E. 3.1 S. 178; je mit Hinweisen).
1.4 Unbestritten ist, dass die Geschwindigkeit des Beschwerdeführers nicht direkt gemessen werden konnte. Die Vorinstanz stellt in Würdigung der gemessenen Geschwindigkeit des nachfolgenden Motorradfahrers sowie der Videoaufnahme fest, dass der Beschwerdeführer mit mindestens der gleichen Geschwindigkeit wie A._ unterwegs gewesen sei. Was der Beschwerdeführer gegen diese Beweiswürdigung vorbringt, ist nicht geeignet, Willkür darzulegen. Er wiederholt mit seinen Ausführungen zum Lasergerät seine Vorbringen, welche er bereits in der Berufung vorgebracht hat. Entgegen seiner Auffassung konnte die Polizei anlässlich ihrer Kontrolle vom 17. August 2008 die Geschwindigkeit des Beschwerdeführers nicht messen, da der nachfolgende Motorradfahrer ins Bild kam und die Sicht auf den Beschwerdeführer teilweise verdeckte (s. Urteil des Gerichtspräsidium Muri vom 27. Mai 2009 E. 3.2.2 S. 4 und angefochtenes Urteil E. 4.1 S. 6). Weiter begründet der Beschwerdeführer, der Abstand zwischen den beiden Motorrädern habe sich eindeutig verringert, weil der nachfolgende Motorradfahrer aufgrund der entgegenkommenden Personenfahrzeugen beschleunigt habe. Gemäss den vorinstanzlichen Erwägungen konnte der Beschwerdeführer selber nicht langsamer fahren, um seinem Kollegen angesichts des nahenden Gegenverkehrs ein Einbiegen auf die rechte Fahrspur zu ermöglichen (s. angefochtenes Urteil E. 4.2.1 S. 6). Anstatt sich auf diese Erwägungen zu beziehen, gibt der Beschwerdeführer seine eigene Sicht der Dinge wieder bzw. legt dar, wie die vorhandenen Beweise seiner Auffassung nach richtigerweise zu würdigen gewesen wären. Auch sein Einwand, die Aussagen des Polizeibeamten P._ seien unbehelflich, da dieser die Geschwindigkeitsüberschreitung erst auf "Aufforderung" des Bezirksamtes festgestellt habe, erschöpft sich in appellatorischer Kritik am angefochtenen Urteil. Aus der Beschwerde ergibt sich nicht, dass und inwiefern die Vorinstanz den Sachverhalt willkürlich im Sinne von Art. 9 BV festgestellt haben könnte. Soweit die Rügen deshalb den Begründungsanforderungen nicht genügen, ist darauf nicht einzutreten (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 135 I 313 E. 1.3 S. 316 mit Hinweisen). Schliesslich ist unbehelflich, dass der Beschwerdeführer auf die unterschiedlichen Motivierungsstrategien der Vorinstanzen hinweist - das erstinstanzliche Urteil bildet nicht Anfechtungsobjekt der vorliegenden Beschwerde (Art. 80 Abs. 1 BGG). Bei objektiver Würdigung des gesamten Beweisergebnisses bleiben keine offensichtlich erheblichen und schlechterdings nicht zu unterdrückende Zweifel, dass sich der Sachverhalt gemäss Anklage verwirklicht hat. Somit erübrigt es sich, die Angelegenheit zu ergänzenden Abklärungen an die Vorinstanz zurückzuweisen. Gestützt auf den willkürfrei festgestellten Sachverhalt liegt keine Verletzung des Grundsatzes "in dubio pro reo" vor.
2. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Aargau, Strafgericht, 3. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 17. August 2010
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Favre Binz