Faits:
A. Par jugement du 20 mai 2010, le Tribunal de police du district de la Chaux-de-Fonds a condamné X._ à une peine de 40 jours-amende à 60 francs le jour pour violation grave des règles de la circulation routière (art. 90 ch. 2 LCR).
B. La Cour de cassation pénale du Tribunal cantonal de la République et Canton de Neuchâtel a rejeté par arrêt du 17 novembre 2010 le pourvoi dont le condamné l'avait saisie. Elle s'est fondée sur les principaux éléments de fait suivants.
Le 21 janvier 2008, X._ circulait au volant de sa voiture à la rue Fritz-Courvoisier à la Chaux-de-Fonds. Il a été contrôlé par un appareil de mesure stationnaire qui a enregistré une vitesse de 99 km/h, avant déduction de la marge de sécurité de 5 km/h, alors qu'à cet endroit, la vitesse était limitée à 50 km/h.
C. X._ forme un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral contre cet arrêt, concluant à son acquittement.
Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le recourant, qui conteste la fiabilité du contrôle de vitesse, reproche, en bref, à la cour cantonale de l'avoir condamné sans éléments de preuve suffisants au dossier et donc en violation de la présomption d'innocence.
1. 1.1 Le recourant, qui conteste la fiabilité du contrôle de vitesse, reproche, en bref, à la cour cantonale de l'avoir condamné sans éléments de preuve suffisants au dossier et donc en violation de la présomption d'innocence.
1.2 1.2.1 La présomption d'innocence, garantie par les art. 14 § 2 Pacte ONU, 6 § 2 CEDH et 32 al. 1 Cst., ainsi que son corollaire, le principe in dubio pro reo, concernent tant le fardeau de la preuve que l'appréciation des preuves (<ref-ruling> consid. 2c p. 36 et les références citées).
1.2.2 En tant que règle relative au fardeau de la preuve, la présomption d'innocence signifie que toute personne prévenue d'une infraction pénale doit être présumée innocente jusqu'à ce que sa culpabilité soit légalement établie et, partant, qu'il appartient à l'accusation de prouver la culpabilité de celle-là. La présomption d'innocence est violée si le juge du fond condamne l'accusé au motif que son innocence n'est pas établie, s'il a tenu la culpabilité du prévenu pour établie uniquement parce que celui-ci n'a pas apporté les preuves qui auraient permis de lever les doutes quant à son innocence ou à sa culpabilité, ou encore s'il a condamné l'accusé au seul motif que sa culpabilité est plus vraisemblable que son innocence (cf. <ref-ruling> consid. 2a p. 4; <ref-ruling> consid. 2a p. 88, 120 Ia 31 consid. 2c p. 37). Cela étant, le juge du fond ne peut retenir un fait défavorable à l'accusé que s'il est convaincu de la matérialité de ce fait, de sorte que le doute profite à l'accusé (<ref-ruling> consid. 2c p. 37).
1.2.3 Comme principe présidant à l'appréciation des preuves, la présomption d'innocence est violée si le juge du fond se déclare convaincu de faits défavorables à l'accusé sur lesquels, compte tenu des éléments de preuve qui lui sont soumis, il aurait au contraire dû, objectivement, éprouver des doutes (<ref-ruling> consid. 2c p. 37). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il y a arbitraire lorsque l'autorité ne prend pas en compte, sans aucune raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision, lorsqu'elle se trompe manifestement sur son sens et sa portée, ou encore lorsque, en se fondant sur les éléments recueillis, elle en tire des constatations insoutenables (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 9).
1.2.4 Le Tribunal fédéral examine librement si ces principes ont été violés en tant que règles sur le fardeau de la preuve. Il examine uniquement sous l'angle de l'arbitraire la question de savoir si le juge aurait dû éprouver un doute, c'est-à-dire celle de l'appréciation des preuves (ATF <ref-ruling> consid. 2a p. 88 déjà cité). Sous peine d'irrecevabilité, l'arbitraire allégué doit être démontré conformément aux exigences de motivation de l'art. 106 al. 2 LTF (<ref-ruling> consid. 1.4 p. 287).
1.2.4 Le Tribunal fédéral examine librement si ces principes ont été violés en tant que règles sur le fardeau de la preuve. Il examine uniquement sous l'angle de l'arbitraire la question de savoir si le juge aurait dû éprouver un doute, c'est-à-dire celle de l'appréciation des preuves (ATF <ref-ruling> consid. 2a p. 88 déjà cité). Sous peine d'irrecevabilité, l'arbitraire allégué doit être démontré conformément aux exigences de motivation de l'art. 106 al. 2 LTF (<ref-ruling> consid. 1.4 p. 287).
1.3 1.3.1 Dans un premier moyen, le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir retenu que le radar n'était pas défectueux pour le seul motif que rien au dossier n'établissait le contraire. L'absence de défaut de l'appareil de mesure n'excluait en outre pas que ce dernier eût été mal installé ou positionné.
1.3.2 Il ressort des constatations cantonales que l'appareil qui a mesuré la vitesse du recourant était homologué, qu'il avait fait l'objet d'une vérification et qu'il avait été positionné par une personne disposant des connaissances théoriques et pratiques nécessaires. En outre, sur plus de 1'000 véhicules contrôlés par le radar en question le 21 janvier 2008, seuls six se trouvaient en excès de vitesse. Ces faits, qui ne sont pas contestés par le recourant, permettaient à la cour cantonale de retenir sans arbitraire que l'installation de contrôle n'était pas défectueuse et qu'elle était correctement positionnée. Le recourant n'étaie sa critique par aucun élément de preuve. En particulier, il n'indique pas que la cour cantonale aurait omis de tenir compte d'un moyen important propre à modifier la décision attaquée ou encore que, sur la base des éléments recueillis, elle aurait fait des déductions insoutenables. De nature purement appellatoire, sa critique est non seulement infondée, mais irrecevable (art. 106 al. 2 LTF).
1.3.2 Il ressort des constatations cantonales que l'appareil qui a mesuré la vitesse du recourant était homologué, qu'il avait fait l'objet d'une vérification et qu'il avait été positionné par une personne disposant des connaissances théoriques et pratiques nécessaires. En outre, sur plus de 1'000 véhicules contrôlés par le radar en question le 21 janvier 2008, seuls six se trouvaient en excès de vitesse. Ces faits, qui ne sont pas contestés par le recourant, permettaient à la cour cantonale de retenir sans arbitraire que l'installation de contrôle n'était pas défectueuse et qu'elle était correctement positionnée. Le recourant n'étaie sa critique par aucun élément de preuve. En particulier, il n'indique pas que la cour cantonale aurait omis de tenir compte d'un moyen important propre à modifier la décision attaquée ou encore que, sur la base des éléments recueillis, elle aurait fait des déductions insoutenables. De nature purement appellatoire, sa critique est non seulement infondée, mais irrecevable (art. 106 al. 2 LTF).
1.4 1.4.1 Le recourant soutient ensuite que le contrôle ne respecte pas le ch. 4.4 des Instructions techniques concernant les contrôles de vitesse dans la circulation routière du 10 août 1998 (ci-après: les Instructions techniques) au motif qu'il a été effectué par un seul agent, et non deux. L'autorité cantonale devait donc se fonder sur d'autres moyens de preuve pour retenir qu'il avait commis un excès de vitesse. Or, le dossier n'en contenait pas. Ce faisant, elle l'avait condamné en violation de la présomption d'innocence.
1.4.2 Selon la jurisprudence, les Instructions techniques constituent de simples recommandations qui n'ont pas force de loi et ne lient pas le juge pénal (<ref-ruling> consid. 2e p. 113; <ref-ruling> consid. 3 p. 66). Celui-ci n'est donc en principe pas restreint dans son pouvoir de libre appréciation des preuves et peut, sur la base d'une appréciation non arbitraire de l'ensemble des éléments à sa disposition, parvenir à la conclusion que le prévenu a circulé à une vitesse supérieure à celle autorisée alors même qu'elle n'aurait pas été mesurée selon les recommandations émises dans ces instructions (arrêt 1C_345/2007 du 24 janvier 2008 consid. 4.1, in JdT 2008 I 449). Les Instructions techniques réservent du reste la libre appréciation des preuves par les tribunaux (cf. ch. 13 in fine; cf. également le ch. 21 des Instructions du 22 mai 2008, qui ont abrogé celles du 10 août 1998).
Sur la base de cette jurisprudence, la cour cantonale a considéré que quand bien même le contrôle de vitesse aurait été effectué en violation du ch. 4.4 des Instructions techniques, elle pouvait se fonder sur la mesure enregistrée pour lui opposer l'excès de vitesse constaté.
1.4.3 Il est établi que la vitesse du recourant a été mesurée au moyen d'un radar en bon état de marche et correctement positionné, comme retenu supra (cf. consid. 1.3.2).
Le recourant ne démontre toutefois pas que l'irrégularité invoquée a pu avoir une quelconque influence sur la mesure effectuée. Il ne fait pas valoir que la présence de deux personnes était matériellement nécessaire pour installer l'appareil de contrôle et procéder à une mesure fiable. Il n'explique pas en quoi l'absence d'un deuxième agent pourrait entraîner un quelconque vice de la mesure, étant rappelé que l'opérateur qui a installé le radar disposait des compétences nécessaires. Le ch. 5 des Instructions techniques du 22 mai 2008 ne pose d'ailleurs plus une exigence similaire à celle invoquée par le recourant. Celle-ci prévoit, en tout état, uniquement que le nom de l'agent ayant dressé le procès-verbal doit être indiqué, mais pas qu'il devait assister dans son travail l'agent ayant fait fonctionner l'appareil. Enfin, il a été jugé qu'une simple irrégularité formelle (telle l'absence au dossier du procès-verbal des mesures de vitesse), ne suffit pas à remettre en cause un contrôle dont les conditions de validité matérielle sont par ailleurs attestées (cf. arrêt 6B_129/2010 du 10 juin 2010 consid. 2.2).
Partant, la mesure de la vitesse du recourant est fiable et la cour cantonale pouvait sans arbitraire se fonder sur cette dernière pour retenir qu'il a commis l'excès de vitesse qui lui est reproché. Elle l'a ainsi condamné au motif que sa culpabilité était établie et elle n'a pas violé la présomption d'innocence.
2. Le recourant, qui succombe, supporte les frais de la procédure (art. 66 al. 1 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 francs, sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de cassation pénale du Tribunal cantonal du canton de Neuchâtel.
Lausanne, le 21 mars 2011
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Favre Rieben