Sachverhalt:
A. Das Obergericht des Kantons Zürich sprach X._ am 9. Dezember 2010 in Bestätigung des Urteils des Bezirksgerichts Bülach vom 21. April 2010 der qualifizierten Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz schuldig. Es stellte zudem die Rechtskraft der Schuldsprüche betreffend mehrfache Veruntreuung, Irreführung der Rechtspflege, Betrug, Fahren in fahrunfähigem Zustand, Missbrauch von Ausweisen, grobe Verletzung von Verkehrsregeln, fahrlässige Verletzung von Verkehrsregeln und mehrfache Übertretung des Betäubungsmittelgesetzes sowie der Busse von Fr. 1'000.-- und des Widerrufs der mit Strafbefehl der Staatsanwaltschaft des Kantons Solothurn vom 30. Juli 2007 ausgesprochenen Geldstrafe von 20 Tagessätzen zu Fr. 30.-- fest. Es verurteilte ihn, unter Einbezug der widerrufenen Strafe und unter Anrechnung der erstandenen Haft von 21 Tagen, zu einer teilbedingt vollziehbaren Freiheitsstrafe von 33 Monaten als Gesamtstrafe und teilweise Zusatzstrafe zum genannten Strafbefehl. Den zu vollziehenden Teil der Freiheitsstrafe legte es auf elf Monate, abzüglich der Untersuchungshaft, fest.
B. Gegen dieses Urteil erhebt X._ Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das Urteil des Obergerichts des Kantons Zürich vom 9. Dezember 2010 sei aufzuheben, und er sei vom Vorwurf der qualifizierten Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz freizusprechen. Die Sache sei zu neuer Festsetzung des Strafmasses und der Kosten an das Obergericht zurückzuweisen.
C. Es wurden keine Vernehmlassungen eingeholt.

Erwägungen:
1. Dem angefochtenen Entscheid liegt folgender Sachverhalt zugrunde:
Der Drogenhändler A._ unterbreitete dem Beschwerdeführer im Mai 2009 den Vorschlag, nach Buenos Aires zu reisen, um von dort für einen Kurierlohn von Fr. 10'000.-- ein Kilogramm Kokain nach Madrid zu transportieren. Der Beschwerdeführer, der als Drogenkonsument in finanziellen Schwierigkeiten steckte und A._ Fr. 1'800.-- schuldete, willigte ein. Für die Flugreise erhielt er von A._ einen Vorschuss von Fr. 900.--. Am 18. Juni 2009 flog er zunächst nach Madrid, wo er nach zwei Tagen Aufenthalt einen Mann namens B._ traf. Dieser teilte ihm mit, dass er nicht wie geplant nach Buenos Aires, sondern nach Rio de Janeiro reisen solle. Dort müsse er entweder einen Koffer mit Drogen übernehmen oder ein Kilogramm Kokain schlucken, um das Betäubungsmittel anschliessend nach Madrid zurück zu transportieren. Am 24. Juni 2009 reiste der Beschwerdeführer nach Rio de Janeiro weiter. Das Flugticket sowie ca. Euro 1'500.-- hatte er von B._ erhalten. Es war vereinbart, dass er das Kokain am 4. Juli 2009 nach Madrid befördern solle. In Rio de Janeiro beschloss er indessen, möglichst schnell in die Schweiz zurückzukehren. In der Folge flog er am 27./28. Juni 2009 ohne Betäubungsmittel zurück nach Genf.
2. Die Beschwerde richtet sich gegen die Verurteilung wegen Anstaltentreffens zur Beförderung einer qualifizierten Menge Kokain im Sinne von Art. 19 Ziff. 1 Abs. 3 und 6 i.V.m. Ziff. 2 lit. a BetmG.
Der Beschwerdeführer macht geltend, er habe mit seinem Handeln die Schwelle zu einem strafbaren Anstaltentreffen nicht überschritten. So habe er aus eigener Initiative darauf verzichtet, sein Vorhaben zu verwirklichen, und zwar bevor eine Gefährdung der geschützten Rechtsgüter vorgelegen habe. Den Entschluss, Kokain zu befördern, habe er zu diesem Zeitpunkt noch nicht in äusserlich erkennbare Handlungen umgesetzt. Die Reise nach Rio de Janeiro alleine gelte nicht als qualifizierte Vorbereitungshandlung, zumal er noch nicht einmal Kenntnis darüber erlangt hatte, wie und durch wen er in den Besitz des Betäubungsmittels gelangen würde. Die Verurteilung wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz verletze demnach Bundesrecht.
3. 3.1 Gemäss <ref-law> wird bestraft, wer zu den in Absatz 1-5 genannten Taten Anstalten trifft. Damit werden sowohl der Versuch im Sinne von <ref-law> wie auch gewisse qualifizierte Vorbereitungshandlungen erfasst und zu selbständigen Taten mit derselben Strafdrohung wie die übrigen verbotenen Verhaltensweisen aufgewertet (<ref-ruling> E. 3.2 mit Hinweisen). Zwar umfasst der Begriff des Anstaltentreffens eine Vielzahl nicht näher umschriebener Vorbereitungshandlungen, was mitunter zu Schwierigkeiten in der Anwendung der Bestimmung führt. Die Rechtsprechung hat diesen Tatbestand indessen eingegrenzt, um der Gefahr zu entgehen, allein die Gesinnung zum Gegenstand der Strafverfolgung zu erheben. Zu ahnden sind demnach nur Fälle, in denen das Verhalten des Täters nicht ebenso gut einem gesetzmässigen Zweck dienen könnte, sondern seinem äussern Erscheinungsbild nach die deliktische Bestimmung klar erkennen lässt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Täter sich mit der Absicht des Erwerbs von Betäubungsmitteln nach Bezugsquellen erkundigt (<ref-ruling> E. 1a und d mit Hinweisen).
In subjektiver Hinsicht setzt der Tatbestand voraus, dass der Täter Anstalten zu einer der in Art. 19 Ziff. 1 Abs. 1-5 BetmG genannten Straftaten vorsätzlich getroffen hat. Der Entschluss zur Begehung einer solchen Tat braucht allerdings kein endgültiger zu sein. Auch wer sich vorbehält, beim Auftreten entsprechender Hindernisse von seinem deliktischen Vorhaben Abstand zu nehmen, kann gemäss <ref-law> Anstalten treffen (<ref-ruling> E. 1e).
3.2 Der Beschwerdeführer liess sich auf den Vorschlag von A._ ein, Kokain von Südamerika nach Europa zu befördern, und reiste in dieser Absicht zunächst nach Madrid und später nach Rio de Janeiro. Dabei erhielt er von A._, seinem Drogenhändler, sowie von einer weiteren Kontaktperson finanzielle Vorschüsse und ein Flugticket, um die Reise antreten zu können. Weiter war ihm ein Kurierlohn in der Höhe von Fr. 10'000.-- versprochen worden. Er nahm somit im organisierten Drogenhandel nebst weiteren Personen eine aktive Rolle ein, auch wenn er seine Aufgabe nicht zu Ende führte. Sein gezieltes, planmässiges Vorgehen weist klar auf eine deliktische Bestimmung hin. Entgegen seiner Ansicht beliess er es nicht bei blossen Absichten und Plänen, sondern führte er etliche Handlungen aus, deren deliktischer Hintergrund klar erkennbar ist. Sein Einwand, er werde alleine für seine Absichten bestraft, was zu einem Gesinnungsstrafrecht führe, ist somit unbegründet. Auch ist unerheblich, dass das geschützte Rechtsgut zu keiner Zeit konkret gefährdet war. Der Tatbestand des Anstaltentreffens zu einer in Art. 19 Ziff. 1 Abs. 1-5 BetmG genannten Tat verlangt zudem nicht, dass das Handeln des Täters zum Versuchsstadium gereift ist und er die Schwelle übertreten hat, die den Versuch von den blossen Vorbereitungshandlungen trennt. Vielmehr genügen bereits qualifizierte Vorbereitungshandlungen (E. 3.1 hievor). Die Vorbringen des Beschwerdeführers hierzu sind unbegründet. Mit seinem Verhalten hat er den Tatbestand des Anstaltentreffens im Sinne von <ref-law> verwirklicht. Daran ändert auch nichts, dass er freiwillig darauf verzichtete, den Plan zu Ende zu führen. In subjektiver Hinsicht erfüllt den Tatbestand auch, wer vorsätzlich Anstalten zu den in Art. 19 Ziff. 1 Abs. 1-5 BetmG genannten Taten trifft, ohne dass der Entschluss ein endgültiger sein muss (E. 3.1 hievor). Zudem berücksichtigt die Vorinstanz diesen Umstand gebührend in ihrer Strafzumessung (vorinstanzliches Urteil, E. IV.4.1.1.2 und 4.1.3).
Die rechtliche Würdigung der Handlungsweise des Beschwerdeführers durch die Vorinstanz als Anstaltentreffen zur Beförderung einer qualifizierten Menge Kokain verletzt kein Bundesrecht.
4. Der Beschwerdeführer äussert sich zur Strafzumessung nur im Hinblick auf den von ihm beantragten Freispruch wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz. Dass die ausgesprochene Strafe im Falle der Bestätigung des Schuldspruchs bundesrechtswidrig sei, macht er nicht geltend.
5. Die Beschwerde ist abzuweisen. Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind die bundesgerichtlichen Kosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, I. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 7. Juni 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Mathys Horber