Sachverhalt:
A. Das Kantonsgericht Appenzell Ausserrhoden sprach X._ mit Urteil vom 22. September 2008 schuldig der mehrfachen sexuellen Handlungen mit Kindern, des mehrfachen Inzests, der Pornographie sowie der Gewaltdarstellungen. Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von drei Jahren, teilbedingt vollziehbar bei einer Probezeit von vier Jahren und unter Anrechnung der ausgestandenen Untersuchungshaft von 91 Tagen. Den zu vollziehenden Teil der Freiheitsstrafe legte es auf ein Jahr fest. Zudem wurde eine ambulante Massnahme (<ref-law>) angeordnet.
Eine von X._ dagegen erhobene Appellation wies das Obergericht des Kantons Appenzell Ausserrhoden mit Urteil vom 31. August 2010 ab.
B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das Urteil des Obergerichts des Kantons Appenzell Ausserrhoden sei aufzuheben. Er sei zu einer bedingten Freiheitsstrafe von zwei Jahren zu verurteilen. Eventualiter sei er mit einer teilbedingten Freiheitsstrafe zu bestrafen. Der zu vollziehende Teil sei auf sechs Monate zu beschränken und zu Gunsten einer Massnahme aufzuschieben. Subeventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
C. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.

Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer missbrauchte wiederholt seine leibliche Tochter (Jahrgang 1994) sexuell. Die Übergriffe erfolgten von Mai 2006 bis Mai 2007.
Die inkriminierten Taten beging der Beschwerdeführer mithin teilweise vor Inkrafttreten des neuen Allgemeinen Teils des Strafgesetzbuches am 1. Januar 2007. Anwendbar auf die Zumessung der Strafe wie auch auf den in Frage stehenden Strafaufschub ist das neue Recht. Das neue Massnahmen- und Massnahmenvollzugsrecht ist gemäss Ziff. 2 Abs. 1 Satz 1 der Schlussbestimmungen der Änderung des Strafgesetzbuches vom 13. Dezember 2002 in jedem Fall anzuwenden. Eine Kombination von altem und neuem Recht ist im Interesse einer einheitlichen Rechtsanwendung ausgeschlossen (<ref-ruling> E. 4.1 S. 100 mit Hinweisen). Schliesslich ist das neue Recht für den Beschwerdeführer strafzumessungsrechtlich jedenfalls nicht strenger als das alte (vgl. Urteil 6B_581/2009 vom 15. Dezember 2009 E. 1 mit Hinweis).
2. Gemäss <ref-law> ist eine Massnahme anzuordnen, wenn eine Strafe allein nicht geeignet ist, der Gefahr weiterer Straftaten des Täters zu begegnen. Mithin bedeutet die Anordnung der (stationären oder ambulanten) Massnahme zugleich eine ungünstige Prognose, so dass entgegen dem angefochtenen Entscheid eine gleichzeitig ausgefällte Strafe nicht gemäss Art. 42 (bedingt) oder <ref-law> (teilbedingt) aufgeschoben werden kann (<ref-ruling> E. 2.3 S. 186 f. mit Hinweisen; SCHWARZENEGGER/HUG/JOSITSCH, Strafrecht II, 8. Aufl. 2007, S. 132).
Der Beschwerdeführer beantragt, es sei ihm der bedingte, eventualiter der teilbedingte Strafvollzug zu gewähren. Das Bundesgericht darf nicht über die Begehren der Parteien hinausgehen (<ref-law>). Die Staatsanwaltschaft des Kantons Appenzell Ausserrhoden hat keine Beschwerde erhoben. Eine unbedingte Freiheitsstrafe ist demnach nicht möglich. Zu prüfen bleibt antragsgemäss (nebst dem Strafmass) die Frage des bedingten respektive teilbedingten Strafvollzugs sowie des Aufschubs der Freiheitsstrafe zu Gunsten der therapeutischen Massnahme.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer kritisiert die Strafzumessung und sieht <ref-law> verletzt. Die Vorinstanz habe nicht beachtet, dass er bei einer Freiheitsstrafe von mehr als zwei Jahren seine berufliche Existenzgrundlage verlieren würde (Beschwerde S. 12 f.).
3.2 Gemäss <ref-law> misst das Gericht die Strafe nach dem Verschulden des Täters zu. Es berücksichtigt das Vorleben, die persönlichen Verhältnisse sowie die Wirkung der Strafe auf das Leben des Täters. Die Bewertung des Verschuldens wird in <ref-law> dahingehend präzisiert, dass dieses nach der Schwere der Verletzung oder Gefährdung des betroffenen Rechtsguts, nach der Verwerflichkeit des Handelns, den Beweggründen und Zielen des Täters sowie danach bestimmt wird, wie weit der Täter nach den inneren und äusseren Umständen in der Lage war, die Gefährdung oder Verletzung zu vermeiden.
Hat der Täter durch eine oder mehrere Handlungen die Voraussetzungen für mehrere gleichartige Strafen erfüllt, so verurteilt ihn das Gericht zu der Strafe der schwersten Straftat und erhöht sie angemessen. Es darf jedoch das Höchstmass der angedrohten Strafe nicht um mehr als die Hälfte erhöhen. Dabei ist es an das gesetzliche Höchstmass der Strafart gebunden (<ref-law>; vgl. zum Asperationsprinzip Urteil 6B_323/2010 vom 23. Juni 2010 E. 2.2 mit Hinweisen).
Es liegt im Ermessen des Sachgerichts, in welchem Umfang es die verschiedenen Strafzumessungsfaktoren berücksichtigt. Das Bundesgericht greift auf Beschwerde hin nur in die Strafzumessung ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (<ref-ruling> E. 5.3.1 S. 134 f. mit Hinweisen).
3.3 Das Kantonsgericht Appenzell Ausserrhoden, auf dessen Erwägungen die Vorinstanz verweist, setzt sich im Rahmen der Strafzumessung mit den wesentlichen schuldrelevanten Komponenten auseinander. Es schätzt das Verschulden des Beschwerdeführers insgesamt als schwer ein. Dieser habe seine Stellung als Vater ausgenutzt. Ungeachtet der Schmerzen und der Bitten seiner Tochter, mit den Handlungen aufzuhören, habe er jeweils nicht von ihr abgelassen. Er habe aus rein egoistischen Motiven der Triebbefriedigung gehandelt. Strafmindernd berücksichtigt das Kantonsgericht insbesondere die Vorstrafenlosigkeit, das umfassende Geständnis sowie Reue und Einsicht in das begangene Unrecht. Ebenso wirke sich der Verlust der Arbeitsstelle strafmindernd aus. Die Einsatzstrafe bemisst das Kantonsgericht auf 21⁄2 Jahre und erhöht diese - wenn auch mit knapper Begründung - unter Einbezug der anderen Straftaten in Anwendung des Asperationsprinzips auf 31⁄2 Jahre. Schliesslich billigt es dem Beschwerdeführer eine zum Tatzeitpunkt leicht verminderte Schuldfähigkeit zu und setzt die Gesamtstrafe auf drei Jahre fest (angefochtenes Urteil S. 8 ff. mit Hinweis auf den erstinstanzlichen Entscheid S. 15 ff.).
Zwar ist das Vorgehen der Vorinstanz betreffend die Berücksichtigung der verminderten Schuldfähigkeit methodisch nicht korrekt. Gemäss <ref-law> ist die Strafe bei verminderter Schuldfähigkeit zu mildern. Gemäss neuerer Rechtsprechung geht es nicht um die Herabsetzung der Strafe, sondern um die Reduktion des Verschuldens (vgl. im Einzelnen <ref-ruling> E. 5.3-5.7 S. 57 ff.). Weiter berücksichtigt die Vorinstanz die Vorstrafenlosigkeit des Beschwerdeführers strafmindernd, ohne besondere Umstände aufzuzeigen. Gemäss geänderter Rechtsprechung ist die Vorstrafenlosigkeit grundsätzlich neutral zu beurteilen. Sie ist strafmindernd zu berücksichtigen, falls sie auf eine aussergewöhnliche Gesetzestreue hinweist (<ref-ruling> E. 2.6 S. 2 ff.). Die Rechtsprechung zur Strafzumessung bei verminderter Schuldfähigkeit und betreffend die Vorstrafen erging zwar nach dem Entscheid des Kantonsgerichts, aber vor dem Urteil der Vorinstanz. Ob sie, unter Berücksichtigung des Verbots der reformatio in peius (vgl. § 199 des Gesetzes [des Kantons Appenzell Ausserrhoden] vom 30. April 1978 über den Strafprozess [StPO; bGS 321.1; aufgehoben per 1. Januar 2011]), zu berücksichtigen gewesen wäre, kann offengelassen werden. Das Vorgehen der Vorinstanz wirkt sich im Ergebnis nicht zum Nachteil des Beschwerdeführers aus. Deshalb kann entsprechend der Rechtsprechung zur Begründung der Strafzumessung auf die Aufhebung des Urteils verzichtet werden (<ref-ruling> E. 2c S. 104 f. mit Hinweisen).
3.3.1 Der Beschwerdeführer bringt vor, die Vorinstanz begründe die Höhe der ausgefällten Freiheitsstrafe insbesondere mit der Möglichkeit, den unbedingten Teil in Halbgefangenschaft zu vollziehen (Beschwerde S. 12). Diese Ausführungen sind nicht nachvollziehbar, und entsprechende Erwägungen trifft die Vorinstanz im Rahmen der Strafzumessung in diesem Sinne nicht. Das Vorbringen geht deshalb an der Sache vorbei.
3.3.2 Die Vorinstanz berücksichtigt strafmindernd, dass der Beschwerdeführer als Folge der Straftaten und des Verfahrens seine Arbeitsstelle verlor (angefochtener Entscheid S. 9). Nicht zu beanstanden ist, dass sie darüber hinaus dem behaupteten Verlust der selbständigen Arbeitstätigkeit (Transportunternehmen) respektive der behaupteten Strafempfindlichkeit nicht weiter Rechnung trägt. Der Beschwerdeführer übersieht bei seiner Kritik, dass jedes Strafverfahren - neben dem Schuldspruch und der Sanktion - zusätzliche Belastungen mit sich bringt. Aussergewöhnliche Umstände, die das durchschnittliche Mass übersteigen, sind hier nicht gegeben. Einschränkungen im sozialen und beruflichen Umfeld sind eine gesetzmässige Folge jeder freiheitsbeschränkenden Sanktion. Im Übrigen ermöglicht ihm die Vollzugsform der Halbgefangenschaft nach den zutreffenden Erwägungen der Vorinstanz, seiner selbständigen Arbeit nachzugehen (E. 5.3 nachfolgend). Nicht zu hören ist der Beschwerdeführer, soweit er in nicht substanziierter und pauschaler Weise auf das "Nachtatverhalten und die speziellen Familienverhältnisse" hinweist (Beschwerde S. 13) und damit den Begründungsanforderungen von <ref-law> nicht genügt.
3.3.3 Die vorinstanzliche Strafzumessung hält insgesamt vor Bundesrecht stand.
4. Bei einer Freiheitsstrafe von drei Jahren kommt der bedingte Vollzug nicht in Betracht (<ref-law>). Betreffend eine teilbedingte Strafe beantragt der Beschwerdeführer, der unbedingt vollziehbare Teil der Freiheitsstrafe sei auf sechs Monate zu beschränken (Beschwerde S. 2). Eine Bundesrechtsverletzung (<ref-law>) macht er nicht geltend, und mit den vorinstanzlichen Erwägungen setzt er sich nicht auseinander. Seine Beschwerde genügt den bundesrechtlichen Anforderungen von <ref-law> nicht.
5. 5.1 Der Beschwerdeführer wendet sich gegen die Verweigerung des Strafaufschubs zugunsten der angeordneten ambulanten Massnahme. Er bringt im Wesentlichen vor, gemäss Gutachten des Psychiatrischen Zentrums Herisau vom 20. Juni 2008 beeinträchtige der Vollzug der Freiheitsstrafe die Aussicht auf eine erfolgreiche Behandlung erheblich. Seine Resozialisierung sei durch den Strafvollzug stark gefährdet. Auch treffe es entgegen den Erwägungen der Vorinstanz nicht zu, dass er seine selbständige berufliche Tätigkeit im Rahmen der Halbgefangenschaft weiterführen könne. Beispielsweise stünden ihm im Vollzug keine Kommunikationsmittel wie Internet und Telefon zur Verfügung, weshalb er seine berufliche Tätigkeit an Randstunden und Wochenenden nicht ausüben könne (Beschwerde S. 4 ff.).
5.2 Das Gericht kann den Vollzug einer zugleich ausgesprochenen Freiheitsstrafe zu Gunsten einer ambulanten Massnahme aufschieben, um der Art der Behandlung Rechnung zu tragen (<ref-law>).
Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts ist der Strafaufschub anzuordnen, wenn eine tatsächliche Aussicht auf erfolgreiche Behandlung durch den sofortigen Vollzug der ausgefällten Freiheitsstrafe erheblich beeinträchtigt würde. Die Therapie geht vor, falls eine sofortige Behandlung gute Resozialisierungschancen bietet, welche der Strafvollzug klarerweise verhindern oder vermindern würde. Dabei sind einerseits die Auswirkungen des Strafvollzugs, die Erfolgsaussichten der ambulanten Behandlung und die bisherigen Therapiebemühungen zu berücksichtigen, andererseits aber auch das kriminalpolitische Erfordernis, Straftaten schuldangemessen zu ahnden bzw. rechtskräftige Strafen grundsätzlich zu vollziehen. Wo ein Therapieerfolg wahrscheinlich ist, sollte nach der Praxis des Bundesgerichts - tendenziell - zunächst ärztlich behandelt werden. Ein Aufschub rechtfertigt sich aber nur, wenn die ambulante Therapie (ausserhalb des Strafvollzugs) im konkreten Einzelfall aktuelle und günstige Bewährungsaussichten eröffnet, die durch den Strafvollzug zunichte gemacht oder erheblich vermindert würden. Ein Aufschub muss sich folglich aus Gründen der Heilbehandlung hinreichend rechtfertigen (<ref-ruling> E. 4.1 S. 162 f. mit Hinweisen).
5.3 Die Vorinstanz stützt sich bei ihrem Entscheid auf das Gutachten des Psychiatrischen Zentrums Herisau vom 19. Juni 2008 sowie auf einen Therapiebericht des Instituts für Forensisch-Psychologische Begutachtung St. Gallen vom 16. Dezember 2009. Laut Einschätzung des Gutachters und der Therapeutin ist eine Massnahme indiziert. Das Gutachten hält fest, ein Vollzug der Freiheitsstrafe könnte sich ungünstig auf den depressiven Zustand auswirken und die psychotherapeutische Arbeit gefährden. Gemäss Therapiebericht würde der Vollzug einer Freiheitsstrafe zumindest kurzfristig einen grossen Rückschritt in beruflicher Hinsicht ("weil er nicht arbeiten könnte") und in Bezug auf die Psychotherapie bedeuten und negative Auswirkungen auf die Resozialisierung zeitigen (vorinstanzliche Akten act. 16/2 S. 20 und A28 S. 16 f.).
Das Gutachten bleibt betreffend die hier interessierende Frage in seiner Beurteilung äusserst vage. Sowohl Gutachten als auch Therapiebericht differenzieren nicht zwischen Normalvollzug und Halbgefangenschaft respektive gehen davon aus, dass der Vollzug der Freiheitsstrafe dem Beschwerdeführer verunmögliche, einer Arbeit nachzugehen. Dies verkennt die Vorinstanz nicht. Sie hält fest, die Hauptbedenken der Therapeutin betreffend die berufliche Zukunft würden mit Blick auf die Halbgefangenschaft weitgehend zerstreut und die (vierzehntäglichen) Therapiesitzungen seien auch während des Vollzugs durchführbar. Diese Erwägungen überzeugen. Soweit der Beschwerdeführer behauptet, laut Gutachten sei seine Resozialisierung durch den Strafvollzug stark gefährdet, findet dies in der Expertise oder im Therapiebericht zudem keine Stütze.
Es mag im Übrigen durchaus zutreffen, dass der Strafvollzug die Therapie und die Resozialisierung des Beschwerdeführers unter verschiedenen Gesichtspunkten - wie beispielsweise eines Abbruchs von gefestigten familiären, sozialen oder beruflichen Strukturen - erschweren kann. Diese allgemeinen destabilisierenden Folgen des Strafvollzugs genügen indessen nicht, um einen Aufschub der Freiheitsstrafe anzuordnen. Ein solcher käme nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung nur in Betracht, wenn der Strafvollzug den Erfolg der Therapie vereiteln oder zumindest erheblich beeinträchtigen würde. Hinreichende Anhaltspunkte dafür liegen keine vor. Die in der Beschwerde angeführten Gründe, die nach Ansicht der Verteidigung für einen Strafaufschub sprechen, vermögen nicht durchzudringen. Dies gilt insbesondere in Bezug auf die Behauptung des Beschwerdeführers, er verlöre durch den Vollzug seine Existenzgrundlage. Mit der Vorinstanz ist davon auszugehen, dass die Berufstätigkeit des Beschwerdeführers aus der Halbgefangenschaft heraus fortgeführt werden kann. Dass der Erfolg seiner selbständigen Tätigkeit massgeblich davon abhängen soll, auch abends und an den Wochenenden für Geschäftspartner und Kunden persönlich erreichbar zu sein, überzeugt nicht. Im Übrigen sind die Einwände weitgehend allgemeiner Natur und könnten in vielen Fällen geltend gemacht werden. Reichten sie aber aus, um den Strafaufschub nach <ref-law> zu rechtfertigen, könnte der Strafvollzug in Fällen, in denen eine ambulante Behandlung erforderlich ist, kaum noch je angeordnet werden. Die ambulante Massnahme darf nicht dazu missbraucht werden, den Vollzug der Strafe zu umgehen oder auf unbestimmte Zeit hinauszuschieben. Zudem hat der Beschwerdeführer massive Straftaten in leicht verminderter Schuldfähigkeit begangen. Je schwerer die Straftaten und je leichter die Verminderung der Schuldfähigkeit, desto weniger drängt sich nach der erwähnten Rechtsprechung ein Strafaufschub auf (<ref-ruling> E. 4.1 und 4.2 S. 162 ff.).
Es verletzt demnach nicht Bundesrecht, wenn die Vorinstanz davon ausgeht, die ambulante Behandlung des Beschwerdeführers könne im Strafvollzug erfolgen, und sie deshalb einen Aufschub gemäss <ref-law> ausschliesst.
6. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Die bundesgerichtlichen Kosten sind dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>).

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 Appenzell Ausserrhoden, 2. Abteilung, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 23. Mai 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Mathys Faga