Sachverhalt:
A. X._, geb. 1962, ledig, ist seit dem 1. Oktober 1998 als Wochenaufenthalter in der Stadt A._/SO angemeldet. Er ist hauptamtlicher Dozent an der Fachhochschule Nordwestschweiz in A._ und hat dort seit 1998 eine 21⁄2-Zimmer-Wohnung mit separater Küche gemietet, die er selbst möbliert hat. In A._ hält er sich während der Semester an vier Wochentagen auf. Die verlängerten Wochenenden und die Freizeit verbringt er in der Stadt B._/SG, wo er geboren und aufgewachsen ist und studiert hat. Dort steht ihm im Wohnhaus seiner betagten Eltern eine 4-Zimmer-Wohnung zur Verfügung, pflegt er seinen Freundeskreis und ist im Vorstand des Heimatschutzes C._ aktiv.
Auf Verlangen der Veranlagungsbehörde Olten-Gösgen füllte X._ am 3. Juni 2008 den Fragebogen zur Klärung des Steuerdomizils aus. Am 10. September 2010 verfügte die Veranlagungsbehörde Olten-Gösgen, dass sich das Steuerdomizil von X._ ab dem 1. Januar 2009 (Stichtag 31. Dezember 2009) in der Einwohnergemeinde A._ befinde.
X._ führte ohne Erfolg Einsprache. Den darauf erhobenen Rekurs wies das Steuergericht des Kantons Solothurn mit Urteil vom 11. April 2011 ab. Es stützte sich, wie bereits die Einsprachebehörde, auf die natürliche Vermutung, wonach bei einer 47-jährigen ledigen Person nach über zehnjährigem Wochenaufenthalt am Arbeitsort sich der Mittelpunkt der Lebensinteressen und damit das Steuerdomizil am Arbeitsort befinde.
B. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragt X._ dem Bundesgericht, das Urteil des Steuergerichts des Kantons Solothurn vom 11. April 2011 sei aufzuheben und es sei die Stadt B._ als (Haupt-)Steuerdomizil zu bezeichnen. Er beruft sich auf das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung gemäss Art. 127 Abs. 3 BV.
Steueramt und Steuergericht des Kantons Solothurn beantragen je Abweisung der Beschwerde. Das ebenfalls zur Vernehmlassung eingeladene Steueramt des Kantons St. Gallen beantragt, die Beschwerde gutzuheissen. Die Eidgenössische Steuerverwaltung hat auf eine Stellungnahme verzichtet.
Erwägungen:
1. 1.1 Bestreitet eine zur Veranlagung herangezogene Person die Steuerhoheit des Kantons, muss grundsätzlich in einem "Vorentscheid" rechtskräftig über die Steuerpflicht entschieden werden, bevor das Veranlagungsverfahren fortgesetzt werden darf. Gegen den das Feststellungsverfahren abschliessenden Entscheid der letzten, oberen kantonalen Instanz im Sinne von Art. 86 Abs. 1 lit. d und Abs. 2 und Art. 90 BGG ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten zulässig (BGE 134 I 303 E. 1.1; auch BGE 136 II 274 nicht publ. E. 2). Der Beschwerdeführer ist im Sinne von Art. 89 Abs. 1 BGG beschwert und zu dessen Anfechtung legitimiert. Auf die frist- und formgerecht eingereichte Beschwerde ist einzutreten.
1.2 Bei Beschwerden wegen interkantonaler Kompetenzkonflikte beginnt die Beschwerdefrist spätestens dann zu laufen, wenn in beiden Kantonen Entscheide getroffen worden sind, gegen welche beim Bundesgericht Beschwerde geführt werden kann (Art. 100 Abs. 5 BGG). Es kann daher auch eine bereits ergangene rechtskräftige Veranlagung eines konkurrierenden Kantons angefochten werden. Dabei muss im zweiten Kanton der Instanzenzug nicht erschöpft werden und spielt es keine Rolle, dass es sich dabei nicht um ein Urteil im Sinne von Art. 86 Abs. 2 1. Halbsatz BGG handelt (BGE 133 I 300 E. 2.4; so bereits für das OG, BGE 131 I 145 E. 2.1).
Das Bundesgericht prüft aber nicht von Amtes wegen, ob eine nicht angefochtene konkurrierende Veranlagung das Verbot der Doppelbesteuerung gemäss Art. 127 Abs. 3 BV verletzt (BGE 111 la 44 E. 1b S. 46 mit Hinweisen). Die vorliegende Beschwerde richtet sich nur gegen das Urteil des Steuergerichts des Kantons Solothurn. Eine Veranlagung des Kantons St. Gallen ist nicht angefochten worden. In einem neueren Urteil hat das Bundesgericht zwar erwogen, es sei davon auszugehen, dass derjenige, der eine Doppelbesteuerungsbeschwerde erhebt, nicht in zwei Kantonen Steuern bezahlen will. Wenn er mit seinem Hauptantrag, in einem Kanton nicht steuerpflichtig zu werden, nicht durchdringt, dürfe daher angenommen werden, dass er auch mit der bereits im anderen Kanton erfolgten Veranlagung nicht einverstanden sei (Urteil 2C_230/2008 vom 27. August 2008 E. 1.2 in: StR 64/2009 S. 302). Für die Annahme eines solchen, nur sinngemäss (implizit) geäusserten Anfechtungswillens ist aber erforderlich, dass eine Veranlagung im anderen Kanton tatsächlich ergangen ist und das Bundesgericht davon sichere Kenntnis hat. Vorliegend ergeben sich keine Hinweise auf eine konkrete sanktgallische Veranlagung. Der Beschwerdeführer kritisiert nur das Vorgehen der Solothurner Steuerbehörden, und auch das zur Vernehmlassung eingeladene Steueramt des Kantons St. Gallen erwähnt keine in diesem Kanton ergangene (definitive) Veranlagung.
Sofern die Steuerpflicht im Kanton Solothurn bejaht und die Beschwerde gegen den Kanton Solothurn abgewiesen werden muss, wäre allenfalls zu prüfen, ob eine im Kanton St. Gallen bereits ergangene Veranlagung zu revidieren wäre (s. auch Art. 197 Abs. 1 lit. d des Steuergesetzes des Kantons St. Gallen vom 9. April 1998, wonach die erkennende Behörde ihren Entscheid auf Gesuch oder von Amtes wegen revidieren kann, sofern sie zum Schluss kommt, dass der Kanton St. Gallen zur Vermeidung der Doppelbesteuerung sein Besteuerungsrecht einschränken muss).
1.3 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG); von deren Sachverhaltsfeststellungen kann nur abgewichen werden, wenn sie offensichtlich unrichtig sind oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruhen (Art. 105 Abs. 2 BGG). Angesichts der Besonderheiten des Beschwerdeverfahrens in Doppelbesteuerungssachen ist das Bundesgericht demgegenüber selbst bei Vorliegen des Entscheids einer letzten kantonalen Instanz nicht in jedem Fall davon entbunden, den Sachverhalt frei zu überprüfen. Das ist namentlich dann der Fall, wenn der andere Kanton den Sachverhalt bestreitet und eigene Beweismittel vorlegt, wozu sich der Beschwerdeführer unter Umständen äussern können muss. Da aber nach dem neuen Recht auch bei Steuerkompetenzkonflikten gemäss Art. 127 Abs. 3 BV der kantonale Instanzenzug zumindest in einem Kanton durchlaufen werden muss, hat der Beschwerdeführer seine Behauptungen und Beweismittel bereits im kantonalen Verfahren vorzubringen und sind die dort getroffenen Feststellungen für das Bundesgericht im Rahmen von Art. 105 BGG verbindlich. Demgemäss kann sich der Beschwerdeführer nicht damit begnügen, die Feststellungen der Vorinstanz einfach zu bestreiten; vielmehr muss er den Nachweis erbringen, dass deren Sachverhaltsermittlung qualifiziert unrichtig oder rechtsfehlerhaft ist (Urteil 2C_230/2008 vom 27. August 2008, E. 1.3, in: StR 64/2009 S. 302 E. 1.2; s. auch BGE 133 I 300 E. 2.3 S. 306).
2. 2.1 Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung zu Art. 127 Abs. 3 BV (bzw. Art. 46 Abs. 2 aBV) ist der steuerrechtliche Wohnsitz (Hauptsteuerdomizil) einer unselbständig erwerbenden Person derjenige Ort, wo sich die betreffende Person mit der Absicht dauernden Verbleibens aufhält (vgl. auch Art. 3 Abs. 2 des Bundesgesetzes vom 14. Dezember 1990 über die Harmonisierung der direkten Steuern der Kantone und Gemeinden [StHG; SR 642.14], Art. 3 Abs. 2 des Bundesgesetzes vom 14. Dezember 1990 über die direkte Bundessteuer [DBG, SR 642.11] sowie Art. 23 Abs. 1 ZGB) bzw. wo sich faktisch der Mittelpunkt ihrer Lebensinteressen befindet (vgl. BGE 125 I 54 E. 2 S. 56; 123 I 289 E. 2a S. 293; ASA 63 S. 836 E. 2a). Dieser Mittelpunkt der Lebensinteressen bestimmt sich nach der Gesamtheit der objektiven, äusseren Umstände, aus denen sich diese Interessen erkennen lassen, nicht nach den bloss erklärten Wünschen der steuerpflichtigen Person. Auf die gefühlsmässige Bevorzugung eines Ortes kommt es nicht an; der steuerrechtliche Wohnsitz ist insofern nicht frei wählbar. Dem polizeilichen Domizil, wo die Schriften hinterlegt sind oder wo die politischen Rechte ausgeübt werden, kommt dagegen keine entscheidende Bedeutung zu; das sind bloss äussere Merkmale, die ein Indiz für den steuerrechtlichen Wohnsitz bilden können, wenn auch das übrige Verhalten der Person dafür spricht (statt vieler: BGE 132 I 29 E. 4.1 S. 35 f.). Wenn sich eine Person abwechslungsweise an zwei Orten aufhält, ist für die Bestimmung des steuerrechtlichen Wohnsitzes darauf abzustellen, zu welchem Ort die stärkeren Beziehungen bestehen. Bei unselbständig erwerbenden Steuerpflichtigen ist das gewöhnlich der Ort, wo sie für längere oder unbestimmte Zeit Aufenthalt nehmen, um von dort aus der täglichen Arbeit nachzugehen, ist doch der Zweck, den Lebensunterhalt zu verdienen, dauernder Natur. Die Frage, zu welchem der Aufenthaltsorte die steuerpflichtige Person die stärkeren Beziehungen unterhält, ist jeweils aufgrund der Gesamtheit der Umstände des Einzelfalls zu beurteilen (BGE 132 I 29 E. 4.2 S. 36 f. mit Hinweisen).
Bei verheirateten Personen mit Beziehungen zu mehreren Orten werden die persönlichen und familiären Kontakte zum Ort, wo sich ihre Familie (Ehegatte und Kinder) aufhält, als stärker erachtet als diejenigen zum Arbeitsort, wenn sie in nicht leitender Stellung unselbständig erwerbstätig sind und täglich oder an den Wochenenden regelmässig an den Familienort zurückkehren. Demnach unterstehen verheiratete Pendler oder Wochenaufenthalter grundsätzlich ausschliesslich der Steuerhoheit desjenigen Kantons, in dem sich ihre Familie aufhält (BGE 132 I 29 E. 4.2 und 4.3 S. 36 f. mit Hinweisen).
Diese Praxis findet auch auf ledige Personen Anwendung, zählt die Rechtsprechung doch Eltern und Geschwister ebenfalls zur Familie des Steuerpflichtigen. Allerdings werden die Kriterien, nach denen das Bundesgericht entscheidet, wann anstelle des Arbeitsorts der Aufenthaltsort der Familie als Hauptsteuerdomizil anerkannt werden kann, besonders streng gehandhabt; dies folgt aus der Erfahrung, dass die Bindung zur elterlichen Familie regelmässig lockerer ist als diejenige unter Ehegatten. Bei ledigen Steuerpflichtigen ist vermehrt noch als bei verheirateten Personen zu berücksichtigen, ob weitere als nur familiäre Beziehungen zum einen oder anderen Ort ein Übergewicht begründen. Dadurch erhält der Grundsatz, wonach das Hauptsteuerdomizil von Unselbständigerwerbenden am Arbeitsort liegt, grösseres Gewicht: Selbst wenn ledige Steuerpflichtige allwöchentlich zu den Eltern oder Geschwistern zurückkehren, können die Beziehungen zum Arbeitsort überwiegen. Dies kann namentlich dann zutreffen, wenn sie sich am Arbeitsort eine Wohnung eingerichtet haben oder über einen besonderen Freundes- und Bekanntenkreis verfügen. Besonderes Gewicht haben in diesem Zusammenhang auch die Dauer des Arbeitsverhältnisses und das Alter des Steuerpflichtigen (BGE 125 I 54 E. 2b/bb S. 57 mit Hinweisen). Die bundesgerichtliche Praxis geht dabei davon aus, dass die Beziehungen des Steuerpflichtigen zur elterlichen Familie regelmässig nicht mehr so stark sind, wenn der Steuerpflichtige das 30. Altersjahr überschritten hat oder aber sich seit mehr als fünf Jahren ununterbrochen am selben Arbeitsort aufhält (vgl. Urteil 2C_397/2010 vom 6. Dezember 2010 E. 2.2 i.f., mit Hinweis, in: StE 2011 A 42.21 Nr. 22).
2.2 In Bezug auf die Beweisführung sind folgende Grundsätze massgebend: Der Umstand, dass der unverheiratete, im fraglichen Jahr bereits 47-jährige Steuerpflichtige vom Ort aus, wo er sich während der Woche aufhält, einer unselbständigen Erwerbstätigkeit nachgeht, begründet nach der Rechtsprechung eine natürliche Vermutung, dass er dort seinen Lebensmittelpunkt und - als rechtliche Folge davon - sein Hauptsteuerdomizil hat. Es handelt sich um ein Element der Beweiswürdigung, nicht um eine Beweislastregel. Die Vermutung kann entkräftet werden, wenn er regelmässig, mindestens ein Mal pro Woche, an den Ort zurückkehrt, wo seine Familie lebt, mit welcher er aus bestimmten Gründen besonders eng verbunden ist, und wo er andere persönliche und gesellschaftliche Beziehungen pflegt. Nur wenn der steuerpflichtigen Person der Nachweis solcher familiärer und gesellschaftlicher Beziehungen am Ort, wo die Familie wohnt, gelingt, obliegt es dem Kanton des Wochenaufenthalts- oder Arbeitsorts nachzuweisen, dass die Person die gewichtigeren wirtschaftlichen und allenfalls persönlichen Beziehungen zu diesem Ort unterhält (Urteil 2C_397/2010 vom 6. Dezember 2010 E. 2.3; 2C_748/2008 vom 19. März 2009 E. 3.2 mit Hinweisen; vgl. auch BGE 125 I 54 E. 3a S. 58).
2.3 In Anwendung dieser Grundsätze ergibt sich vorliegend die natürliche Vermutung, dass sich das (Haupt-)Steuerdomizil des Beschwerdeführers, der seit dem Jahre 1998 an der Fachhochschule Nordwestschweiz tätig ist und in A._ Wochenaufenthalt hat, im Jahre 2009 in A._ befand. Davon ging auch die Vorinstanz aus.
Diese Vermutung lässt sich nach dem Gesagten (E. 2.2) aber entkräften, wenn erwiesen ist, dass der Beschwerdeführer regelmässig, mindestens ein Mal pro Woche, an den Ort zurückkehrt, wo seine Familie lebt, mit welcher er aus bestimmten Gründen besonders eng verbunden ist, und wo er andere persönliche und gesellschaftliche Beziehungen pflegt. Diesen Nachweis hat der Beschwerdeführer erbracht. Wie auch die Vorinstanz festgestellt hat, kehrt der Beschwerdeführer regelmässig über das verlängerte Wochenende und während der Freizeit nach B._ zurück, wo seine betagten Eltern leben und wo er den untersten Stock des geräumigen Einfamilienhauses der Eltern bewohnt. In dieser Stadt wurde er auch geboren, verbrachte er seine Kindheit und die Studienzeit, pflegt er seinen Freundeskreis und ist im Vorstand des Heimatschutzes C._ aktiv. Es handelt sich um besondere familiäre und gesellschaftliche Beziehungen, die nach dem Gesagten geeignet sind, die natürliche Vermutung, die aufgrund der langen Dauer des Aufenthaltes und des Alters des Beschwerdeführers für das Steuerdomizil in A._ spricht, zu entkräften.
Es ist daher zu prüfen, zu welchem Ort die stärkeren Beziehungen bestehen, um dort das Steuerdomizil annehmen zu können. Diese Prüfung hat aufgrund der Feststellungen der Vorinstanz und im Rahmen der rechtsgenügend vorgebrachten Substantiierungen in der Beschwerde zu erfolgen. Dabei kann nicht allein auf die Sachverhaltsfeststellungen der Vorinstanz abgestellt werden, nachdem der Zweitkanton das Steuerdomizil im Kanton Solothurn bestreitet und teilweise neue Tatsachenbehauptungen vorbringt (vgl. vorstehende E. 1.3).
2.4 Vorliegend sind die Beziehungen des Beschwerdeführers zu B._ wohl eng, aber nicht besonders eng. Sie gehen nicht markant über jene Verbundenheit hinaus, die eine ledige Person, welche regelmässig ihre Wochenenden und die Freizeit am Wohnort der Eltern verbringt, normalerweise zu diesem Ort hat. Dass der Beschwerdeführer sich mit Freunden für gemeinsame Essen und zum Billardspiel trifft, ist nichts Aussergewöhnliches. Vereinstätigkeiten oder politische Aktivitäten übt er mit Ausnahme seiner Tätigkeit im Vorstand des Heimatschutzes C._ keine aus (wobei über das zeitliche Engagement dieser Aktivität keine Angaben vorliegen). Die Funktion im Vereinsvorstand vermag auch die Bedeutung und Wichtigkeit der Vollzeitanstellung des Beschwerdeführers als Dozent an der Fachhochschule in A._ nicht aufzuwiegen. Dass der Beschwerdeführer regelmässig die Bibliothek der Hochschule C._ besucht, bedeutet lediglich, dass dem Beschwerdeführer neben der Bibliothek der Fachhochschule noch eine weitere Hochschulbibliothek zur Verfügung steht, ohne dass eine Präponderanz für den einen oder den anderen Ort dargetan wäre. Was schliesslich die Wohnverhältnisse anbetrifft, so fehlen Angaben über die Flächenverhältnisse der Wohnungen an den beiden Orten und insbesondere über den in A._ bezahlten Mietzins. Der Beschwerdeführer gibt nur an, der Mietzins betrage "etwa die Hälfte dessen", was in einem anderen Fall für eine grössere Wohnung bezahlt wurde (nämlich Fr. 1'790.-- für eine lärmexponierte 41⁄2-Zimmer-Wohnung in einer Nachbargemeinde von Luzern). Mangels konkreter Angaben kann deshalb dieses Kriterium hier nicht überprüft werden. - Das sind alles Elemente, die kein Übergewicht zum einen oder zum anderen Ort begründen.
Was sodann die persönlichen und gesellschaftlichen Beziehungen betrifft, hat der Beschwerdeführer für B._ im Fragebogen "Eltern, Freunde etc.", für A._ hingegen "keine" angeführt. Es ist aber wenig glaubhaft, dass der Beschwerdeführer - wie er behauptet - "in A._ zu niemandem freundschaftliche oder gesellschaftliche Beziehungen und vor Ort keinen Bekanntenkreis" unterhalten will, sondern nur in B._. Es ist evident und entspricht der Notorietät, dass an höheren Lehranstalten ein intensiver vielfältiger Austausch stattfindet. Das gilt namentlich auch für die vorlesungsfreie Zeit, wo zahlreiche organisatorische und administrative Arbeiten vor Ort anfallen und die Studierenden und Angehörigen des Mittelbaus weiterhin persönlich betreut werden müssen. Nicht zu überzeugen vermag daher auch die Behauptung des Beschwerdeführers, dass er die vorlesungsfreie Zeit überwiegend in B._ verbringe. Wie wichtig für den Beschwerdeführer sein Beruf schliesslich ist, zeigen auch die intensive Vortragstätigkeit und die häufigen auswärtigen Konferenzteilnahmen, auf die er hinweist. Das zeigt, dass dem Arbeitsort Vorrang gegenüber dem Ort, wo der Beschwerdeführer die Wochenenden verbringt, zukommt.
2.5 Nach Ansicht des Beschwerdeführers sei sein Fall mit dem Sachverhalt, den das Bundesgericht im Urteil 2C_646/2007 vom 7. Mai 2008 (vgl. Locher/Locher, Die Praxis der Bundessteuern, III. Teil: Das interkantonale Doppelbesteuerungsrecht, § 3, I B, 2b Nr. 40) zu beurteilen hatte, weitgehend identisch. Dort war die Vermutung zugunsten des Arbeitsortes ausnahmsweise umgestossen und das Hauptsteuerdomizil am Familienort angenommen worden. Abgesehen davon, dass es sich auch dort um einen Fachhochschuldozenten in ungefähr dem gleichen Alter wie der Beschwerdeführer handelte, bestehen hier doch gewisse Unterschiede gegenüber jenem Fall. So war der damalige Beschwerdeführer nur jeweils zwei Tage an der Hochschule für Technik und Architektur tätig und hielt sich entsprechend nur solange in der Nähe von D._ auf. Zudem war die familiäre Verbundenheit dank vielen Geschwistern mit Kindern (für die er teilweise Patenonkel war) besonders eng und musste zudem der erblindete Vater mitbetreut werden. Eine in diesem Sinn qualifizierte enge Verbundenheit mit dem Familienort ist hier nicht dargetan.
2.6 Dem Beschwerdeführer gelingt es damit nicht, den Nachweis zu erbringen, dass er zu B._ vorrangige Beziehungen unterhalte, welche jene in der Stadt A._ überwiegen. Mit den Vorinstanzen ist davon auszugehen, dass sich das Steuerdomizil der Beschwerdeführers im Jahr 2009 in A._ befindet. Das führt zur Abweisung der Beschwerde.
3. Die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens sind dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 65 und 66 Abs. 1 BGG). Eine Parteientschädigung ist nicht auszurichten (Art. 68 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtsgebühr von Fr. 2'000.-- wird dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Steueramt des Kantons Solothurn, dem Steueramt des Kantons St. Gallen, dem Kantonalen Steuergericht Solothurn und der Eidgenössischen Steuerverwaltung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 1. Februar 2012
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Zünd
Der Gerichtsschreiber: Wyssmann