Sachverhalt:
A. X._ wurde erstinstanzlich der einfachen Verkehrsregelverletzung durch ungenügenden Abstand zum voranfahrenden Fahrzeug schuldig gesprochen und zu einer Busse von Fr. 600.-- verurteilt. Gegen dieses Urteil legte die Staatsanwaltschaft des Kantons Aargau Berufung ein. Das Obergericht des Kantons Aargau hiess die Berufung mit Urteil vom 21. Oktober 2010 teilweise gut. Es sprach X._ der groben Verletzung der Verkehrsregeln schuldig und verurteilte ihn zu einer bedingten Geldstrafe von zehn Tagessätzen zu Fr. 150.-- sowie zu einer Busse von Fr. 400.--.
B. Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._, das Urteil des Obergerichts sei aufzuheben, und er sei vom Vorwurf der groben Verletzung der Verkehrsregeln freizusprechen. Er sei wegen einer einfachen Verletzung der Verkehrsregeln zu einer minimalen Busse zu verurteilen. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Erwägungen:
1. Der Verurteilung liegt folgender Sachverhalt zugrunde:
Der Beschwerdeführer lenkte seinen PW am Sonntag, 16. August 2009 um 09.26 Uhr, auf der Autobahn A3 in Richtung Zürich. Durch eine Baustelle war der Normalstreifen auf den Überholstreifen verschoben. Auf dem Gemeindegebiet Stein und Eiken folgte der Beschwerdeführer auf dem Normalstreifen dem vorausfahrenden PW mit einem Abstand von ca. 5 bis 10 Metern über eine Distanz von 1'150 bis 1'700 Metern mit einer Geschwindigkeit von ca. 80 km/h.
Die Vorinstanz erachtet den Anklagesachverhalt als erstellt (angefochtenes Urteil E. 3.4 S. 9). Demgegenüber nahm die erste Instanz zugunsten des Beschwerdeführers eine gefahrenen Geschwindigkeit von ca. 65 km/h an (Urteil des Bezirkspräsidiums Laufenburg vom 2. Juni 2010 E. 1.5.3. S. 6).
2. Der Beschwerdeführer rügt eine offensichtlich unrichtige Feststellung des Sachverhalts (Art. 97 Abs. 1 BGG). Er macht geltend, dem vorderen Fahrzeug mit einem Abstand von mindestens 15 bis 20 Metern bei einer Geschwindigkeit von rund 65 km/h über eine Distanz von maximal 950 Metern gefolgt zu sein.
2.1 Die Vorinstanz erwägt, aus dem Polizeibericht ergebe sich, dass der Beschwerdeführer bis zum Ende der Baustelle bei km 34.300 unverändert weitergefahren sei, womit die relevante Strecke mindestens 1'150 Meter betrage. Die Fotos würden einen eindeutig zu geringen Abstand des Beschwerdeführers zum vorderen Fahrzeug belegen. Gemäss Schätzung der Polizeibeamten habe es sich um ca. 5 bis 10 Meter gehandelt. Die Polizeibeamten seien dem Beschwerdeführer über mehr als einen Kilometer in ungefähr derselben Distanz gefolgt. Dies sei die Strecke, auf welcher der Beschwerdeführer zur vor ihm fahrenden Kolonne bereits aufgeschlossen und einen zu geringen Abstand eingehalten habe. Die Polizeibeamten hätten angegeben, gemäss dem im Polizeiauto montierten und geeichten Prosumus-Messgerät habe die Geschwindigkeit des Beschwerdeführers ca. 80 km/h betragen. Ein Ausdruck erfolge normalerweise nur, wenn eine strafbare Geschwindigkeitsüberschreitung vorliege (angefochtenes Urteil E. 3 S. 7 f.).
2.2 Das Bundesgericht legt seinem Urteil die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz zugrunde (Art. 105 Abs. 1 BGG). Die Feststellung kann nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG; vgl. auch Art. 105 Abs. 2 BGG). Offensichtlich unrichtig im Sinne von Art. 97 Abs. 1 BGG ist die Sachverhaltsfeststellung, wenn sie willkürlich ist. Willkür bei der Beweiswürdigung liegt nach Art. 9 BV vor, wenn die Behörde in ihrem Entscheid von Tatsachen ausgeht, die mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch stehen oder auf einem offenkundigen Fehler beruhen (BGE 135 I 313 E. 1.3 S. 316; 135 II 356 E. 4.2.1 S. 362; je mit Hinweisen).
2.3 Der Willkürvorwurf erweist sich als unbegründet. Die Beweiswürdigung der Vorinstanz ist nachvollziehbar und sachlich vertretbar. Ihre Annahmen zum Abstand zwischen den Fahrzeugen, der gefahrenen Geschwindigkeit des Beschwerdeführers sowie der Länge der inkriminierten Strecke lassen sich ohne Willkür auf die Aussagen der Polizeibeamten, den Polizeibericht sowie die Fotos stützen. Die Vorbringen des Beschwerdeführers sind nicht geeignet, Willkür darzulegen. Den vorinstanzlichen Erwägungen stellt er seine eigene Sicht der Dinge gegenüber, anstatt aufzuzeigen, inwiefern die Beweiswürdigung offensichtlich unhaltbar sein soll. So macht er pauschal geltend, die mit dem Fotoapparat erfolgte polizeiliche Kontrolle sei ungenügend. Der von den Polizeibeamten geschätzte Abstand sei ungenau und werde durch die gemachten Aufnahmen nicht bestätigt. Weiter bringt der Beschwerdeführer vor, die Geschwindigkeit habe bis vor der Einfahrt in den Baustellenbereich gemäss Tempomat rund 80 km/h betragen, wobei er anschliessend wegen der Kolonne vor ihm den Tempomaten herausgenommen und die Geschwindigkeit auf rund 65 km/h reduziert habe. Die Vorinstanz legt dar, weshalb sie diese Aussage als Schutzbehauptung und somit als unglaubhaft qualifiziert (angefochtenes Urteil E. 3.3 S. 8). Aus der appellatorischen Kritik am angefochtenen Urteil ergibt sich nicht, dass und inwiefern die Vorinstanz den Sachverhalt willkürlich im Sinne von Art. 9 BV festgestellt hat. Darauf ist mangels rechtsgenügender Begründung nicht einzutreten (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 136 I 49 E. 1.4.1 S. 53; 136 I 65 E. 1.3.1 S. 68; je mit Hinweisen).
3. Der Beschwerdeführer rügt die Verletzung von Bundesrecht durch die Qualifikation des inkriminierten Verhaltens als grobe Verkehrsregelverletzung.
3.1 Nach Art. 90 Ziff. 2 SVG wird mit Freiheitsstrafe bis zu drei Jahren oder mit Geldstrafe bestraft, wer durch grobe Verletzung der Verkehrsregeln eine ernstliche Gefahr für die Sicherheit anderer hervorruft oder in Kauf nimmt. Der objektive Tatbestand ist nach der Rechtsprechung erfüllt, wenn der Täter eine wichtige Verkehrsvorschrift in objektiv schwerer Weise missachtet und die Verkehrssicherheit ernstlich gefährdet. Subjektiv erfordert der Tatbestand von Art. 90 Ziff. 2 SVG ein rücksichtsloses oder sonst schwerwiegend verkehrsregelwidriges Verhalten, d.h. ein schweres Verschulden, bei fahrlässigem Handeln mindestens grobe Fahrlässigkeit (BGE 131 IV 133 E. 3.2 S. 136 mit Hinweisen).
3.2 Die Vorinstanz erwägt, weil der Abstand des Beschwerdeführers zum vorderen Fahrzeug weniger als "1/6 Tacho" betragen habe, sei von einer erhöhten abstrakten Gefährdung auszugehen. Es seien keine problemlose Verhältnisse vorgelegen. Der Streckenabschnitt sei in einem Baustellenbereich, die Streifenführung ungewohnt bzw. einstreifig und der Ausweichplatz nach rechts durch die "Miniguards" klar eingeschränkt gewesen. Fünf Lenker seien in gedrängtem Kolonnenverkehr vor dem Beschwerdeführer gefahren. Es habe reges Verkehrsaufkommen geherrscht. Auch bei ständiger Bremsbereitschaft sei es ohne weiteres möglich, von einem brüsken Bremsmanöver eines vorausfahrenden Lenkers überrascht zu werden. Der Brems- und Anhalteweg des Beschwerdeführers hätte ein Mehrfaches von zehn Metern betragen. Dieser habe um die Abstandsvorschriften und die allgemeine Gefährlichkeit seiner Fahrweise gewusst und somit mindestens grob fahrlässig gehandelt (angefochtenes Urteil E. 4 S. 9 f.).
3.3 Der Beschwerdeführer bringt vor, die Vorinstanz habe für die Beurteilung der erhöhten abstrakten Gefährdung nicht alle wesentlichen Faktoren berücksichtigt. Er habe ständige Bremsbereitschaft gehabt und sei versetzt gefahren. Die Baustelle sei nicht in Betrieb gewesen. Auf der rechten Seite habe es ausreichend Ausweichplatz gehabt, da die Fahrbahnen nur durch "Miniguards" abgetrennt gewesen seien. In subjektiver Hinsicht habe er weder grob fahrlässig noch eventualvorsätzlich gehandelt. Er habe nicht um die Abstandsvorschriften und die allgemeine Gefährlichkeit seiner Fahrweise gewusst.
3.4 Nach Art. 34 Abs. 4 SVG ist gegenüber allen Strassenbenützern ausreichender Abstand zu wahren, namentlich beim Kreuzen und Überholen sowie beim Neben- und Hintereinanderfahren. Der Fahrzeugführer hat beim Hintereinanderfahren einen ausreichenden Abstand zu wahren, so dass er auch bei überraschendem Bremsen des voranfahrenden Fahrzeugs rechtzeitig halten kann (Art. 12 Abs. 1 VRV).
3.5 Bei der Abstandsvorschrift von Art. 34 Abs. 4 SVG handelt es sich um eine wichtige Verkehrsregel von grundlegender Bedeutung. Die Rechtsprechung hat keine allgemeinen Grundsätze zur Frage entwickelt, bei welchem Abstand in jedem Fall, d.h. auch bei günstigen Verhältnissen, eine einfache Verkehrsregelverletzung gemäss Art. 90 Ziff. 1 SVG anzunehmen ist. Im Sinne von Faustregeln wird für Personenwagen auf die Regel "halber Tacho" (entsprechend 1,8 Sekunden) und die "Zwei-Sekunden"-Regel abgestellt. Diese Distanz entspricht ungefähr der Anhaltestrecke bei plötzlichem ordnungsgemässem Bremsen und Anhalten des vorausfahrenden Personenwagens. Für die Beurteilung, ob eine grobe Verkehrsregelverletzung im Sinne von Art. 90 Ziff. 2 SVG anzunehmen ist, wird als Richtschnur die Regel "1/6-Tacho" bzw. Abstand von 0,6 Sekunden herangezogen (BGE 131 IV 133 E. 3.1 S. 135; Urteil 6B_1030/2010 vom 22. März 2011 E. 3.3.2; je mit Hinweisen). Ausgehend von dieser Richtschnur hat der Beschwerdeführer mit einem Sicherheitsabstand von ca. 5 bis 10 Metern bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h den erforderlichen Abstand beim Hintereinanderfahren unterschritten. Die Vorinstanz berücksichtigt in ihrer rechtlichen Würdigung entgegen dem Einwand des Beschwerdeführers die konkreten Umstände zum Tatzeitpunkt und begründet, weshalb diese trotz der guten Strassen- und Sichtverhältnisse nicht "problemlos" gewesen seien. Indem der Beschwerdeführer vorbringt, es habe kein reger Verkehr geherrscht, weicht er vom verbindlich festgestellten Sachverhalt ab (Art. 105 Abs. 1 BGG). Weiter berechnet die Vorinstanz gestützt auf ihre tatsächlichen Feststellungen, dass der Brems- bzw. Anhalteweg des Beschwerdeführers bei überraschendem Halten des vorderen Lenkers zu lang wäre. Nach ihren zutreffenden Erwägungen und mit Blick auf die bundesgerichtliche Rechtsprechung ist von einer gefährlichen Situation im Sinne von Art. 90 Ziff. 2 SVG auszugehen. In subjektiver Hinsicht stellt die Vorinstanz das Wissen des Beschwerdeführers um die Gefährlichkeit seiner Fahrweise verbindlich fest (vgl. BGE 6B_435/2010 vom 16. Dezember 2010 E. 4.2.3 mit Hinweis). Von diesem Wissen schliesst sie zu Recht auf grob fahrlässiges Handeln. Der Schuldspruch der groben Verletzung von Verkehrsregeln verstösst nicht gegen Bundesrecht.
4. Der Beschwerdeführer wendet sich schliesslich gegen die Strafzumessung. Er bringt vor, sein Verschulden sei nicht als schwer einzustufen. Zudem verfüge er über einen ausgezeichneten fahrerischen Leumund.
4.1 Gemäss Art. 47 Abs. 1 StGB misst das Gericht die Strafe nach dem Verschulden des Täters und weiteren Umständen zu. Das Bundesgericht hat die Grundsätze der Strafzumessung wiederholt dargelegt (BGE 136 IV 55 E. 5.4 S. 59 mit Hinweis). Darauf kann verwiesen werden.
4.2 Die Vorinstanz qualifiziert das Verschulden des Beschwerdeführers "nicht mehr nur als geringfügig". Dabei berücksichtigt sie namentlich seine Vorstrafenlosigkeit sowie seinen einwandfreien automobilistischen Leumund. Die Höhe des Tagessatzes der Geldstrafe legt sie nach den persönlichen und wirtschaftlichen Verhältnissen des Beschwerdeführers im Zeitpunkt des Urteils fest (vgl. Art. 34 Abs. 2 Satz 2 StGB). Auf die zutreffenden vorinstanzlichen Erwägungen kann verwiesen werden (Art. 109 Abs. 3 Satz 2 BGG). Die Vorinstanz berücksichtigt alle wesentlichen Strafzumessungsfaktoren und gewichtet sie in nicht zu beanstandender Weise. Ihre Strafzumessung verstösst nicht gegen Bundesrecht.
5. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Dessen Gesuch um aufschiebende Wirkung ist gegenstandslos.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 4'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Aargau, Strafgericht, 3. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 12. Mai 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Mathys Binz