Sachverhalt:
A. X._ war am 11. September 2009 spät abends mit seinem Personenwagen - ohne die Sicherheitsgurten zu tragen - unterwegs, als er in eine polizeiliche Verkehrskontrolle geriet. Aufgrund festgestellter Anzeichen von Angetrunkenheit wurden zwei Atemlufttests durchgeführt, welche einen Alkoholgehalt von mindestens 1,30 Gewichtspromille ergaben. Im Bezirksspital Muri wurde X._ zur Fahrfähigkeit ärztlich untersucht. Gemäss Polizeiprotokoll verweigerte er die angeordnete Blutprobe.
B. Das Gerichtspräsidium Muri sprach X._ am 16. März 2010 wegen Fahrens in fahrunfähigem Zustand, Vereitelung einer Blutprobe und Nichttragens der Sicherheitsgurten schuldig und verurteilte ihn zu einer unbedingten Geldstrafe von 60 Tagessätzen à Fr. 65.00 (Ersatzfreiheitsstrafe 60 Tage) und zu einer Busse von Fr. 60.00. Die dagegen erhobene Berufung von X._ wies das Obergericht des Kantons Aargau am 24. August 2010 in Bestätigung des erstinstanzlichen Urteils ab.
C. Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._, er sei wegen Nichttragens der Sicherheitsgurten mit Fr. 60.00 zu büssen. Im Übrigen sei er von Schuld und Strafe freizusprechen. Eventualiter sei die Sache zur Ergänzung des Beweisverfahrens und Neubeurteilung an die Vorinstanz oder die erste Instanz zurückzuweisen. Er stellt zudem ein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege.
D. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in Strafsachen ist zulässig gegen Entscheide letzter kantonaler Instanzen (Art. 80 Abs. 1 BGG). Zulässiges Anfechtungsobjekt ist damit nur der vorinstanzliche Entscheid. Der Beschwerdeführer wendet sich indessen verschiedentlich gegen das erstinstanzliche Urteil und rügt insofern eine unrichtige Sachverhaltsfeststellung. Soweit dem Entscheid der Vorinstanz die erstinstanzliche Begründung nicht wegen Verweises zuzurechnen ist, kann mangels eines zulässigen Anfechtungsobjekts auf die diesbezügliche Kritik in der Beschwerde (S. 7, 18-22) nicht eingetreten werden.
2. In der Beschwerdebegründung ist in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt (Art. 42 Abs. 2 BGG). Die Verletzung von Grundrechten und kantonalem Recht sowie behauptete Mängel in der Sachverhaltsfeststellung prüft das Bundesgericht nur insofern, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und begründet wird (Art. 106 Abs. 2 BGG). Es gilt eine qualifizierte Rügepflicht (<ref-ruling> E. 4.1; <ref-ruling> E. 1). Beschränkt sich die Beschwerde auf appellatorische Kritik, so tritt das Bundesgericht darauf nicht ein (<ref-ruling> E. 1.4.1; <ref-ruling> E. 3).
3. Der Beschwerdeführer rügt eine willkürliche Anwendung verschiedener Bestimmungen der Strafprozessordnung des Kantons Aargau (StPO/AG). Der erstinstanzliche Entscheid als auch derjenige der Vorinstanz wurden vor Inkrafttreten der Schweizerischen Strafprozessordnung gefällt. Es findet mithin das bisherige kantonale Recht Anwendung.
3. Der Beschwerdeführer rügt eine willkürliche Anwendung verschiedener Bestimmungen der Strafprozessordnung des Kantons Aargau (StPO/AG). Der erstinstanzliche Entscheid als auch derjenige der Vorinstanz wurden vor Inkrafttreten der Schweizerischen Strafprozessordnung gefällt. Es findet mithin das bisherige kantonale Recht Anwendung.
3.1 3.1.1 Der Beschwerdeführer macht geltend, vor der polizeilichen Befragung nicht im Sinne von § 57 sowie § 62 Abs. 1 StPO/AG über seine Rechte auf Aussageverweigerung und Bestellung eines frei gewählten Verteidigers belehrt worden zu sein. Was im angefochtenen Entscheid hierzu ausgeführt werde, sei "absolut unkorrekt". Er habe das Protokoll weder vorgelesen noch vorgelegt bekommen, sondern es lediglich auf der letzten Seite auf polizeilichen Druck hin unterzeichnet. Die unterbliebene Rechtsbelehrung habe er bereits im Einspracheverfahren beanstandet. Im Übrigen gehe die Vorinstanz im Sinne einer Eventualbegründung davon aus, er habe - weil vorbestraft und rechtlich bewandert - seine Rechte gekannt, weshalb eine allfällige Unterlassung der Belehrung ohnehin nicht zur Unverwertbarkeit seiner Aussagen führen würde. Mit dieser Begründung verletze sie den Grundsatz "in dubio pro reo" ebenso wie Art. 8 Abs. 1, Art. 9, Art. 29 sowie Art. 35 BV.
3.1.2 Nach einem im Strafprozessrecht allgemein anerkannten Grundsatz ist im Strafverfahren niemand gehalten, zu seiner Belastung beizutragen ("nemo tenetur se ipsum accusare"). Der Beschuldigte ist demnach nicht zur Aussage verpflichtet. Er ist vielmehr berechtigt, die Aussage zu verweigern und zu schweigen, ohne dass ihm daraus Nachteile erwachsen dürfen (<ref-ruling> E. 2.1). Die Strafprozessordnung des Kantons Aargau enthält die Pflicht, den Beschuldigten vor der ersten Einvernahme auf sein Aussageverweigerungsrecht hinzuweisen sowie darauf, einen Verteidiger bestellen zu können (§ 62 Abs. 1 lit. b und c sowie § 57 StPO/AG). Aussagen, die der Angeschuldigte in Unkenntnis des Schweigerechts macht bzw. Einvernahmen, denen dieser Hinweis nicht vorangeht, sind als Beweismittel deshalb grundsätzlich nicht verwertbar.
3.1.3 Nach Auffassung der Vorinstanz wurde der Beschwerdeführer vor der ersten Einvernahme im Bezirksspital Muri formell korrekt auf seine Rechte hingewiesen. Sie stützt sich hierfür in erster Linie auf das vom Beschwerdeführer auf der letzten Seite als "selbst gelesen und bestätigt" unterzeichnete Einvernahmeprotokoll vom 12. September 2009, aus welchem hervorgeht, dass vor der polizeilichen Befragung eine Rechtsbelehrung im Sinne der kantonalen Strafprozessordnung stattgefunden und der Beschwerdeführer diese Belehrung zur Kenntnis genommen hat. Zusätzlich zieht die Vorinstanz den Amtsbericht des den Beschwerdeführer befragenden Polizeibeamten vom 9. Dezember 2009 heran. Aus diesem Bericht ergibt sich, dass der Beschwerdeführer das Protokollierte während der gesamten Einvernahme mitlesen konnte, er das Dokument vor der Unterzeichnung zum Durchlesen erhielt und damit auch dessen Inhalt kannte. Die Ausführungen des Beschwerdeführers qualifiziert die Vorinstanz als Schutzbehauptungen. In ihrer Würdigung ist keine Willkür erkennbar. Sie legt ihren Überlegungen nachvollziehbar zugrunde, dass der Beschwerdeführer mit seiner Unterschrift unter dem Vermerk "selbst gelesen und bestätigt" die Richtigkeit der im Protokoll verurkundeten Vorgänge bekräftigte, er also vor der Befragung im Sinne der kantonalen Strafprozessordnung formell korrekt belehrt wurde. Entgegen der Beschwerde bestehen für das Gegenteil keinerlei Anhaltspunkte. Namentlich ist angesichts der - auf Wunsch des Beschwerdeführers hin - eingefügten Protokollergänzung, die an verschiedener Stelle im Dokument aufscheint, nicht glaubhaft, er sei seitens der Polizei zur Unterzeichnung des Protokolls gezwungen worden, ohne das Dokument gesehen bzw. dessen Inhalt gekannt zu haben (Beschwerde, S. 4). Ebenso wenig liegen Hinweise für eine eigentliche Manipulation des Protokolls durch die Polizei vor. Der Beschwerdeführer räumt insoweit selber ein, keine Beweise für die der Polizei zur Last gelegten Urkundenfälschung zu haben (vgl. etwa Beschwerde, S. 5 zum nachträglichen Einfügen des Kreuzes beim Vermerk "selbst gelesen und bestätigt"). Und schliesslich findet auch sein Vorbringen, bereits im Einspracheverfahren eingewendet zu haben, nicht korrekt belehrt worden zu sein, keine Stütze in den Akten (vgl. kantonale Akten, Einspracheverfahren, S. 1-6; siehe Beschwerde, S. 3). Ohne dass sich das Bundesgericht zu allen ähnlichen Vorbringen in der Beschwerde äussern müsste, ist eine willkürliche Anwendung des kantonalen Rechts nicht ersichtlich. Es kann auf die nachvollziehbaren Erwägungen der Vorinstanz verwiesen werden (S. 5 f.). Vor diesem Hintergrund kann dahingestellt bleiben, ob die als problematisch erscheinende Eventualbegründung der Vorinstanz, wonach der Beschwerdeführer sein Schweigerecht angesichts seiner Vorstrafen und seiner Erfahrung in rechtlichen Dingen gekannt habe und deshalb keiner Belehrung bedurfte, vor der Verfassung standhielte.
3.1.3 Nach Auffassung der Vorinstanz wurde der Beschwerdeführer vor der ersten Einvernahme im Bezirksspital Muri formell korrekt auf seine Rechte hingewiesen. Sie stützt sich hierfür in erster Linie auf das vom Beschwerdeführer auf der letzten Seite als "selbst gelesen und bestätigt" unterzeichnete Einvernahmeprotokoll vom 12. September 2009, aus welchem hervorgeht, dass vor der polizeilichen Befragung eine Rechtsbelehrung im Sinne der kantonalen Strafprozessordnung stattgefunden und der Beschwerdeführer diese Belehrung zur Kenntnis genommen hat. Zusätzlich zieht die Vorinstanz den Amtsbericht des den Beschwerdeführer befragenden Polizeibeamten vom 9. Dezember 2009 heran. Aus diesem Bericht ergibt sich, dass der Beschwerdeführer das Protokollierte während der gesamten Einvernahme mitlesen konnte, er das Dokument vor der Unterzeichnung zum Durchlesen erhielt und damit auch dessen Inhalt kannte. Die Ausführungen des Beschwerdeführers qualifiziert die Vorinstanz als Schutzbehauptungen. In ihrer Würdigung ist keine Willkür erkennbar. Sie legt ihren Überlegungen nachvollziehbar zugrunde, dass der Beschwerdeführer mit seiner Unterschrift unter dem Vermerk "selbst gelesen und bestätigt" die Richtigkeit der im Protokoll verurkundeten Vorgänge bekräftigte, er also vor der Befragung im Sinne der kantonalen Strafprozessordnung formell korrekt belehrt wurde. Entgegen der Beschwerde bestehen für das Gegenteil keinerlei Anhaltspunkte. Namentlich ist angesichts der - auf Wunsch des Beschwerdeführers hin - eingefügten Protokollergänzung, die an verschiedener Stelle im Dokument aufscheint, nicht glaubhaft, er sei seitens der Polizei zur Unterzeichnung des Protokolls gezwungen worden, ohne das Dokument gesehen bzw. dessen Inhalt gekannt zu haben (Beschwerde, S. 4). Ebenso wenig liegen Hinweise für eine eigentliche Manipulation des Protokolls durch die Polizei vor. Der Beschwerdeführer räumt insoweit selber ein, keine Beweise für die der Polizei zur Last gelegten Urkundenfälschung zu haben (vgl. etwa Beschwerde, S. 5 zum nachträglichen Einfügen des Kreuzes beim Vermerk "selbst gelesen und bestätigt"). Und schliesslich findet auch sein Vorbringen, bereits im Einspracheverfahren eingewendet zu haben, nicht korrekt belehrt worden zu sein, keine Stütze in den Akten (vgl. kantonale Akten, Einspracheverfahren, S. 1-6; siehe Beschwerde, S. 3). Ohne dass sich das Bundesgericht zu allen ähnlichen Vorbringen in der Beschwerde äussern müsste, ist eine willkürliche Anwendung des kantonalen Rechts nicht ersichtlich. Es kann auf die nachvollziehbaren Erwägungen der Vorinstanz verwiesen werden (S. 5 f.). Vor diesem Hintergrund kann dahingestellt bleiben, ob die als problematisch erscheinende Eventualbegründung der Vorinstanz, wonach der Beschwerdeführer sein Schweigerecht angesichts seiner Vorstrafen und seiner Erfahrung in rechtlichen Dingen gekannt habe und deshalb keiner Belehrung bedurfte, vor der Verfassung standhielte.
3.2 3.2.1 Der Beschwerdeführer rügt eine willkürliche Auslegung bzw. Anwendung von § 55 Abs. 1 StPO/AG. Nach dieser Bestimmung ist das Protokoll den Personen, die an der Verhandlung mitgewirkt haben, vorzulesen oder ihnen zur Einsicht zu geben. Sie sowie der Untersuchungsrichter und sein Protokollführer unterzeichnen es mit den Berichtigungen und Ergänzungen, die sie bei der Verlesung des Protokolls angebracht haben. Weigert sich jemand, das Protokoll zu unterzeichnen, so sind die Weigerung und ihre Begründung anzugeben.
3.2.2 Wie sich aus dem angefochtenen Entscheid ergibt, unterzeichnete der Beschwerdeführer das Einvernahmeprotokoll zwar nicht auf den ersten beiden Seiten, wohl aber auf der letzten Seite des Dokuments vorbehaltlos als "selbst gelesen und bestätigt". Gestützt darauf durfte die Vorinstanz willkürfrei annehmen, dass dem Beschwerdeführer im Sinne von § 55 Abs. 1 StPO/AG Einsicht in das ganze Einvernahmeprotokoll gegeben wurde. Wie die Vorinstanz weiter ausführt, verweigerte der Beschwerdeführer die Unterschrift im Zusammenhang mit der schriftlichen Eröffnung der vorläufigen Abnahme des Führerscheins. Diesen Vorgang vermerkte der ihn befragende Polizeibeamte auf dem entsprechenden Dokument ausdrücklich, allerdings ohne entsprechende Begründung. Das entgeht der Vorinstanz nicht. Sie erachtet diesen Umstand, d.h. die fehlende Grundangabe zur Unterschriftsverweigerung (bzw. zur teilweisen Unterlassung der Unterschrift), indessen nicht als eine Voraussetzung für die Gültigkeit und damit für die Verwertbarkeit der Protokolle. Dass sie dadurch kantonales Recht, d.h. § 55 Abs. 1 StPO/AG, willkürlich ausgelegt bzw. angewandt haben könnte, ist - im Blick auch auf die bundesgerichtliche Rechtsprechung (<ref-ruling>) - nicht erkennbar. Im Übrigen weist der Beschwerdeführer vor Bundesgericht selber ausdrücklich auf die Richtigkeit des Vermerks "Unterschrift verweigert" auf dem Protokoll der vorläufigen Abnahme des Führerscheins hin (vgl. Beschwerde S. 3). Auf die einleuchtenden Erwägungen der Vorinstanz (S. 6) kann vor diesem Hintergrund verwiesen werden. Anzumerken bleibt, dass der Beschwerdeführer das Formular "Polizeiprotokoll bei Verdacht auf Alkoholkonsum bzw. Auftragsbestätigung zur Blut-/Urinentnahme" nicht zu unterschreiben brauchte. Es richtet sich einzig an den protokollierenden Polizeibeamten.
3.2.2 Wie sich aus dem angefochtenen Entscheid ergibt, unterzeichnete der Beschwerdeführer das Einvernahmeprotokoll zwar nicht auf den ersten beiden Seiten, wohl aber auf der letzten Seite des Dokuments vorbehaltlos als "selbst gelesen und bestätigt". Gestützt darauf durfte die Vorinstanz willkürfrei annehmen, dass dem Beschwerdeführer im Sinne von § 55 Abs. 1 StPO/AG Einsicht in das ganze Einvernahmeprotokoll gegeben wurde. Wie die Vorinstanz weiter ausführt, verweigerte der Beschwerdeführer die Unterschrift im Zusammenhang mit der schriftlichen Eröffnung der vorläufigen Abnahme des Führerscheins. Diesen Vorgang vermerkte der ihn befragende Polizeibeamte auf dem entsprechenden Dokument ausdrücklich, allerdings ohne entsprechende Begründung. Das entgeht der Vorinstanz nicht. Sie erachtet diesen Umstand, d.h. die fehlende Grundangabe zur Unterschriftsverweigerung (bzw. zur teilweisen Unterlassung der Unterschrift), indessen nicht als eine Voraussetzung für die Gültigkeit und damit für die Verwertbarkeit der Protokolle. Dass sie dadurch kantonales Recht, d.h. § 55 Abs. 1 StPO/AG, willkürlich ausgelegt bzw. angewandt haben könnte, ist - im Blick auch auf die bundesgerichtliche Rechtsprechung (<ref-ruling>) - nicht erkennbar. Im Übrigen weist der Beschwerdeführer vor Bundesgericht selber ausdrücklich auf die Richtigkeit des Vermerks "Unterschrift verweigert" auf dem Protokoll der vorläufigen Abnahme des Führerscheins hin (vgl. Beschwerde S. 3). Auf die einleuchtenden Erwägungen der Vorinstanz (S. 6) kann vor diesem Hintergrund verwiesen werden. Anzumerken bleibt, dass der Beschwerdeführer das Formular "Polizeiprotokoll bei Verdacht auf Alkoholkonsum bzw. Auftragsbestätigung zur Blut-/Urinentnahme" nicht zu unterschreiben brauchte. Es richtet sich einzig an den protokollierenden Polizeibeamten.
3.3 3.3.1 Nach dem Dafürhalten des Beschwerdeführers haben die Untersuchungs- und Gerichtsbehörden das Gebot zur Erforschung der materiellen Wahrheit missachtet. Es seien § 26 Abs. 1, § 27, § 28 sowie § 127 StPO/AG verletzt.
3.3.2 Wie weit im Einzelnen die materielle Wahrheit zu erforschen ist, hängt von der Würdigung der tatsächlichen und rechtlichen Umstände ab. Für den Umfang der Beweismittel, die der Richter abnehmen will, um seine Überzeugung zu bilden, ist ihm ein gewisses Ermessen einzuräumen (vgl. BEAT BRÜHLMEIER, Aargauische Strafprozessordnung, Kommentar, 2. Aufl., Rz 4 und 6 zu § 26 Abs. 1). Wie sich aus den Akten und dem angefochtenen Entscheid ergibt, beantragte der Beschwerdeführer vor Vorinstanz nicht, dass die Ärztin, welche ihn ihm Bezirksspital Muri untersuchte, zu befragen oder als Zeugin vorzuladen sei. Auf seine dahingehende Kritik vor Bundesgericht ist deshalb nicht einzutreten. Hingegen beanstandete er im Berufungsverfahren, dass der erstinstanzliche Gerichtspräsident seiner Fragepflicht gegenüber dem als Zeugen vorgeladenen Polizisten nicht nachgekommen sei. Dieser habe den Polizisten schützen wollen. Nach der Vorinstanz bestehen hierfür indessen keine Anhaltspunkte. Sie erachtet die entsprechende Zeugenbefragung durch den erstinstanzlichen Gerichtspräsidenten vielmehr als sach- und fachgerecht. Im Übrigen wäre es dem an der Hauptverhandlung ebenfalls anwesenden Beschwerdeführer und seinem Rechtsvertreter offengestanden, dem Zeugen weitere Ergänzungsfragen zu stellen oder stellen zu lassen. Von diesem Recht hätten sie keinen Gebrauch gemacht bzw. darauf verzichtet. Mit den vorinstanzlichen Erwägungen befasst sich der Beschwerdeführer vor Bundesgericht nicht. Er setzt diesen lediglich seine eigene abweichende Sicht der Dinge gegenüber, beharrt auf seinem Standpunkt der Verletzung der dem Gerichtspräsidenten obliegenden Fragepflicht und wiederholt vor Bundesgericht die Fragen, die seiner Meinung nach dem Zeugen im Sinne einer objektiven Abklärung des Sachverhalts hätten gestellt werden müssen. Mit einer solchen Kritik vermag er eine willkürliche Anwendung kantonalen Rechts nicht zu begründen. Seine weiteren Vorbringen unter dem Titel von § 26 StPO/AG laufen auf eine Kritik an der Beweiswürdigung und Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz hinaus (vgl. nachfolgend E. 4).
4. In materieller Hinsicht macht der Beschwerdeführer im Rahmen der vorinstanzlichen Beweiswürdigung und Sachverhaltsfeststellung eine Verletzung des Willkürverbots (Art. 9 BV) und des Grundsatzes "in dubio pro reo" geltend ( Art. 32 Abs. 1 BV, Art. 6 Ziff. 2 EMRK). Letzterem Grundsatz kommt in seiner vom Beschwerdeführer angerufenen Funktion als Beweiswürdigungsregel im Verfahren vor dem Bundesgericht keine über das Willkürverbot von Art. 9 BV hinausgehende selbständige Bedeutung zu (<ref-ruling> E. 2a; <ref-ruling> E. 2a; je mit Hinweisen). In seinen weitschweifigen Ausführungen beschränkt sich der Beschwerdeführer darauf, den Nachweis des von der Vorinstanz festgestellten Sachverhalts sowohl in objektiver als auch in subjektiver Hinsicht (betreffend Wissen und Willen) zu bestreiten, ohne sich jedoch substanziiert mit den Erwägungen im angefochtenen Entscheid auseinandersetzen und die Unhaltbarkeit der vorinstanzlichen Schlussfolgerungen aufzuzeigen (vgl. Beschwerde S. 9-16). Die Aussagen der Polizeibeamten P._ und Q._, welche die Vorinstanz nach eingehender Beweiswürdigung in den entscheidrelevanten Punkten als glaubhaft erachtet, bezeichnet er als widersprüchlich, frei erfunden oder erlogen (vgl. Beschwerde, etwa S. 8, 10, 11, 12, 14). Er verweist hierfür mehrfach auf den vom Vorgesetzten der Polizeibeamten verfassten Amtsbericht (vgl. Beschwerde, S. 8, 14, 15; kantonale Akten, Einspracheverfahren, S. 12). Daraus ergibt sich entgegen seiner Meinung allerdings nichts, was für seinen Standpunkt spräche. Vielmehr legt dieser Bericht nahe, dass die Polizeibeamten die untersuchungsrichterlichen Anordnungen befolgten und korrekt vorgingen. Der Beschwerdeführer missversteht den Inhalt dieses Berichts offensichtlich. Die Vorinstanz musste sich im angefochtenen Entscheid deshalb dazu auch nicht explizit äussern (vgl. Beschwerde, S. 17). Mit seiner weiteren Kritik setzt der Beschwerdeführer seine eigene Beweiswürdigung an die Stelle der vorinstanzlichen. Er legt zum Beispiel mit ausführlicher Begründung dar, dass und weshalb von einem Trinkende um 23:00 Uhr auszugehen sei, die Messungen (Atemproben) nicht um 23.51 und 23:54 Uhr, sondern um circa 23:40 und 23:45 Uhr stattgefunden haben, kein rechtsgenügliches Messprotokoll erstellt, und die geforderte Wartezeit von mindestens zwanzig Minuten nach dem Trinkende ohne vorherige Mundspülung nicht eingehalten worden sei. Er bestreitet ebenfalls, sich während der ärztlichen Untersuchung einer Blutentnahme widersetzt zu haben. Mangels entsprechender Aufforderung habe er hierzu keinen Grund gehabt. Die gegenteiligen Aussagen der Polizisten seien völlig falsch. Abgesehen davon, dass die Vorwürfe des Beschwerdeführers teilweise aktenwidrig sind (vgl. kantonale Akten, Polizeiakten, S. 1, 3, 8 zum Vorliegen eines Messprotokolls), beschränkt er sich bei seiner Argumentation auf die blosse Wiedergabe der eigenen Sichtweise, ohne nachzuweisen, dass die gegenteilige Auffassung der Vorinstanz unhaltbar ist. Damit kann Willkür nicht dargetan werden kann. Denn Willkür liegt nicht schon vor, wenn eine andere Lösung oder Würdigung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre (<ref-ruling> E. 2b mit Hinweisen), sondern erst, wenn das Beweisergebnis offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, auf einem offenkundigen Fehler beruht oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (<ref-ruling> E. 2.1, 49 E. 4). Solches ist - wie bereits bemerkt - indessen weder dargetan noch ersichtlich.
5. Entgegen der Beschwerde liegt auch keine unrichtige Anwendung von Bundesrecht, d.h. von Art. 91 Abs. 1 und Art. 91a Abs. 1 SVG, vor. Was der Beschwerdeführer vorbringt, geht weitestgehend an der Sache vorbei, weil er seiner Kritik nicht den von der Vorinstanz willkürfrei festgestellten Sachverhalt zugrunde legt, sondern die eigene Darstellung des Geschehens. Im Übrigen verkennt er, dass die Blutprobe nicht das einzig verwertbare Beweismittel zur Feststellung der Fahrunfähigkeit ist. Vielmehr kann auch das Ergebnis eines Atemlufttests ein Beweismittel für die Angetrunkenheit sein. Dies gilt umsomehr, als die neueren Atemalkoholmessgeräte ziemlich zuverlässig sind (vgl. <ref-ruling> E. 3d). Im zu beurteilenden Fall liegen zwei eindeutige, im Einklang mit den rechtlichen Vorgaben erhobene Atemlufttests von mindestens 1,30 Gewichtspromille vor (vgl. Art. 55 SVG i.V.m. Art. 11 SKV). Die Vorinstanz durfte darauf, ohne gegen Bundesrecht zu verstossen, abstellen. Eine Verletzung der vom Beschwerdeführer gerügten Art. 13 (Pflichten der Polizei) und Art. 15 SKV (ärztliche Untersuchung) bzw. der bereits auf den 1. Januar 2008 hin aufgehobenen Artikel 139-142 VZV ist aufgrund der Vorbringen des Beschwerdeführers vor dem Hintergrund des verbindlich festgestellten Sachverhalts der Vorinstanz nicht ersichtlich.
6. Die Beschwerde ist damit abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist infolge Aussichtslosigkeit der Beschwerde abzuweisen (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Der finanziellen Lage des Beschwerdeführers kann bei der Festsetzung der Gerichtskosten Rechnung getragen werden (Art. 65 Abs. 2 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 1'600.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Aargau, Strafgericht, 3. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 27. Januar 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Favre Arquint Hill