Sachverhalt:
A. Der 1955 geborene B._ war seit 28. Oktober 1991 als Montageelektriker für die A._ AG tätig. Ab Oktober 2008 konnte er diese Beschäftigung krankheitshalber nicht mehr ausüben. In der Folge löste die A._ AG das Arbeitsverhältnis per 30. September 2010 durch Kündigung auf. Bereits im April 2009 hatte B._ Leistungen der Invalidenversicherung beantragt. Die IV-Stelle holte im Rahmen ihrer Abklärungen unter anderem eine Expertise des Zentrums Y._ vom 21. September 2010 ein. Darin wird angegeben, in der angestammten Tätigkeit als Elektromonteur sei B._ vollschichtig arbeitsunfähig, während in körperlich leichten Verweistätigkeiten, ohne Zwangshaltungen und ohne Heben, Tragen und Stossen von Lasten über 10 kg, eine 20%ige Einschränkung in der Arbeitsfähigkeit bestehe.
Am 8. Oktober 2010 meldete sich B._ bei der Arbeitslosenversicherung zur Arbeitsvermittlung an. In seinem Antrag auf Arbeitslosenentschädigung vom gleichen Tag gab er an, dass er wegen Krankheit ab 15. Oktober 2008 bis auf weiteres an der Arbeitsleistung verhindert und eine Anmeldung bei der Invalidenversicherung erfolgt sei. Dem Antrag lagen Arztzeugnisse des Hausarztes Dr. med. G._, Allgemeinmedizin FMH, bei, in welchen vom 15. bis 24. Oktober 2008 und ab 29. Oktober 2008 bis 15. November 2010 durchwegs eine Arbeitsunfähigkeit von 100 % wegen Rückenproblemen attestiert wurde. Mit Verfügung vom 30. November 2010 verneinte die Dienststelle für Wirtschaft und Arbeit Luzern (nachfolgend: wira) die Vermittlungsfähigkeit ab 8. Oktober 2010. Daran hielt sie auf Einsprache hin fest (Einspracheentscheid vom 31. März 2011).
B. Das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern wies die dagegen erhobene Beschwerde ab (Entscheid vom 19. Januar 2012).
C. B._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Antrag, es seien ihm ab 16. November 2010 Arbeitslosentaggelder auszurichten.
Es ist kein Schriftenwechsel durchgeführt worden.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (<ref-law>) kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>), und kann deren Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>).
2. 2.1 Gemäss <ref-law> in Verbindung mit <ref-law> hat der Versicherte Anspruch auf Arbeitslosenentschädigung, wenn er (unter anderem) vermittlungsfähig ist, d.h. wenn er bereit, in der Lage und berechtigt ist, eine zumutbare Arbeit anzunehmen und an Eingliederungsmassnahmen teilzunehmen. Der Begriff der Vermittlungsfähigkeit als Anspruchsvoraussetzung schliesst graduelle Abstufungen aus. Entweder ist die versicherte Person vermittlungsfähig, insbesondere bereit, eine zumutbare Arbeit (im Umfang von mindestens 20 % eines Normalarbeitspensums; vgl. <ref-law> und <ref-ruling> E. 4c/aa S. 390) anzunehmen, oder nicht (<ref-ruling> E. 5.1 S. 97). Nach <ref-law> gilt der körperlich oder geistig Behinderte als vermittlungsfähig, wenn ihm bei ausgeglichener Arbeitsmarktlage, unter Berücksichtigung seiner Behinderung, auf dem Arbeitsmarkt eine zumutbare Arbeit vermittelt werden könnte. Die Kompetenz zur Regelung der Koordination mit der Invalidenversicherung ist in <ref-law> dem Bundesrat übertragen worden. Dieser hat in <ref-law> festgelegt, dass ein Behinderter, der unter der Annahme einer ausgeglichenen Arbeitsmarktlage nicht offensichtlich vermittlungsunfähig ist, und der sich bei der Invalidenversicherung (oder einer anderen Versicherung nach <ref-law>) angemeldet hat, bis zum Entscheid der anderen Versicherung als vermittlungsfähig gilt. In diesem Sinn sieht <ref-law> vor, dass die Arbeitslosenversicherung für Leistungen, deren Übernahme durch die Arbeitslosenversicherung, die Krankenversicherung, die Unfallversicherung oder die Invalidenversicherung umstritten ist, vorleistungspflichtig ist.
2.2 Aufgrund dieser Bestimmungen hat die Arbeitslosenversicherung arbeitslose, bei einer anderen Versicherung angemeldete Person zu entschädigen, falls ihre Vermittlungsunfähigkeit nicht offensichtlich ist. Dieser Anspruch auf eine ungekürzte Arbeitslosenentschädigung besteht namentlich, wenn die voll arbeitslose Person aus gesundheitlichen Gründen lediglich noch teilzeitlich arbeiten könnte, solange sie im Umfang der ihr ärztlicherseits attestierten Arbeitsfähigkeit eine Beschäftigung sucht und bereit ist, eine neue Anstellung mit entsprechendem Pensum anzutreten (<ref-ruling> E. 7.1 S. 101). Will eine versicherte Person aufgrund ihrer gesundheitlichen Einschränkung allerdings gar nicht mehr arbeiten, oder schätzt sie sich selber als ganz arbeitsunfähig ein, so ist sie vermittlungsunfähig. Selbst wenn in einem solchen Fall eine ärztliche Bestätigung vorliegt, wonach entgegen der subjektiven Einschätzung der behinderten Person eine (teilweise) Arbeitsfähigkeit bestehe, bleibt es bei der Vermittlungsunfähigkeit mangels Vermittlungsbereitschaft. Unter diesen Umständen hat die versicherte Person keinen Anspruch auf (Vor-)Leistungen der Arbeitslosenversicherung (<ref-ruling> E. 7.3 S. 104).
3. 3.1 Im angefochtenen Entscheid wird darauf hingewiesen, dass die IV-Stelle dem Versicherten (gestützt auf das Ergebnis der Expertise des Zentrums Y._) mit Verfügung vom 24. Februar 2011 rückwirkend ab 1. Oktober 2009 eine Viertelsrente zugesprochen hat und eine dagegen erhobene Beschwerde beim Verwaltungsgericht des Kantons Luzern noch hängig sei. Bezüglich der arbeitslosenversicherungsrechtlichen Streitsache hat das kantonale Gericht in pflichtgemässer Würdigung der gesamten Aktenlage mit nachvollziehbarer Begründung erkannt, das Verhalten und die Äusserungen des Beschwerdeführers würden keinen Anlass zur Annahme geben, dass er sich innerlich tatsächlich in der Lage gesehen hätte, einer Erwerbstätigkeit nachzugehen. Nach jahrelang empfundener Arbeitsunfähigkeit und nach Scheitern stundenweiser Versuche mit leichter administrativer Arbeit sei sein Gesinnungswandel erst kurz nach der Anmeldung zur Arbeitsvermittlung und der - wohl versicherungsrechtlich beeinflussten - Neubeurteilung der Arbeitsfähigkeit durch Dr. med. G._ vom 16. November 2010 erfolgt. Zwar habe er ab diesem Zeitpunkt durchaus Arbeitsbemühungen nachgewiesen, doch nur in seinem angestammten Tätigkeitsbereich als Elektromonteur, für welchen seine Arbeitsunfähigkeit gemäss Gutachten des Zentrums Y._ und hausärztlicher Beurteilung objektiv ausgewiesen sei. Seine Anstellungschancen seien unter diesen Umständen nicht nur gering, sondern schlicht nicht vorhanden gewesen, was ihm bewusst gewesen sei. Die Aufforderungen des Regionalen Arbeitsvermittlungszentrums (nachfolgend: RAV), sich für andere Stellen zu bewerben, habe er missachtet. Es habe ihm somit an einer erkennbaren, ernsthaften Bereitschaft gefehlt, eine ihm zumutbare Arbeit ausserhalb seines bisherigen Berufes zu suchen. Er habe sich nicht als fähig erachtet, eine Beschäftigung auszuüben, weshalb seine Arbeitsbemühungen nur "pro forma" erfolgt seien. Daher sei von einer Vermittlungsunfähigkeit auszugehen und es bestehe kein Anspruch auf Arbeitslosenentschädigung.
3. 3.1 Im angefochtenen Entscheid wird darauf hingewiesen, dass die IV-Stelle dem Versicherten (gestützt auf das Ergebnis der Expertise des Zentrums Y._) mit Verfügung vom 24. Februar 2011 rückwirkend ab 1. Oktober 2009 eine Viertelsrente zugesprochen hat und eine dagegen erhobene Beschwerde beim Verwaltungsgericht des Kantons Luzern noch hängig sei. Bezüglich der arbeitslosenversicherungsrechtlichen Streitsache hat das kantonale Gericht in pflichtgemässer Würdigung der gesamten Aktenlage mit nachvollziehbarer Begründung erkannt, das Verhalten und die Äusserungen des Beschwerdeführers würden keinen Anlass zur Annahme geben, dass er sich innerlich tatsächlich in der Lage gesehen hätte, einer Erwerbstätigkeit nachzugehen. Nach jahrelang empfundener Arbeitsunfähigkeit und nach Scheitern stundenweiser Versuche mit leichter administrativer Arbeit sei sein Gesinnungswandel erst kurz nach der Anmeldung zur Arbeitsvermittlung und der - wohl versicherungsrechtlich beeinflussten - Neubeurteilung der Arbeitsfähigkeit durch Dr. med. G._ vom 16. November 2010 erfolgt. Zwar habe er ab diesem Zeitpunkt durchaus Arbeitsbemühungen nachgewiesen, doch nur in seinem angestammten Tätigkeitsbereich als Elektromonteur, für welchen seine Arbeitsunfähigkeit gemäss Gutachten des Zentrums Y._ und hausärztlicher Beurteilung objektiv ausgewiesen sei. Seine Anstellungschancen seien unter diesen Umständen nicht nur gering, sondern schlicht nicht vorhanden gewesen, was ihm bewusst gewesen sei. Die Aufforderungen des Regionalen Arbeitsvermittlungszentrums (nachfolgend: RAV), sich für andere Stellen zu bewerben, habe er missachtet. Es habe ihm somit an einer erkennbaren, ernsthaften Bereitschaft gefehlt, eine ihm zumutbare Arbeit ausserhalb seines bisherigen Berufes zu suchen. Er habe sich nicht als fähig erachtet, eine Beschäftigung auszuüben, weshalb seine Arbeitsbemühungen nur "pro forma" erfolgt seien. Daher sei von einer Vermittlungsunfähigkeit auszugehen und es bestehe kein Anspruch auf Arbeitslosenentschädigung.
3.2 3.2.1 Der Beschwerdeführer bringt dagegen vor, sein Hausarzt habe nicht aus versicherungsrechtlichen Überlegungen ab 16. November 2010 eine 80%ige Arbeitsunfähigkeit angegeben, sondern weil er mit Blick auf das Ergebnis im Gutachten des Zentrums Y._ (80%ige Arbeitsfähigkeit in einer angepassten Beschäftigung) eine Neubeurteilung auch mit Blick auf eine Verweistätigkeit vorgenommen habe. Die von Dr. med. G._ (ab Oktober 2008) bis 15. November 2010 attestierte 100%ige Arbeitsunfähigkeit habe sich hingegen nur auf die angestammte Tätigkeit bezogen. Selbst wenn für den Versicherten (Mitte November 2010) vielleicht subjektiv keine Veränderung des Gesundheitszustandes festzustellen gewesen sei, sei es dennoch nachvollziehbar, dass er sich als medizinischer Laie auf die Einschätzung seines Arztes verlassen und deshalb ab 16. November 2010 mit der intensiven Suche nach einer Stelle mit einem 20%igen Pensum begonnen habe. Es könne ihm nicht zum Nachteil gereichen, dass er sich dabei auf die Elektrobranche und seinen bisherigen Beruf beschränkt habe, da es auch dort körperlich leichte Arbeiten gebe. Die Konzentration auf die Stellensuche im angestammten Bereich sei durchaus nachvollziehbar und auch sinnvoll, da er mit Blick auf seine lange Berufserfahrung davon habe ausgehen müssen, dass seine Chancen dort am grössten seien. Das RAV wäre im Übrigen gemäss <ref-law> verpflichtet gewesen, ihn darüber zu informieren, falls es seine Arbeitsbemühungen für ungenügend gehalten hätte. Es habe aber vorerst nichts unternommen und ihn erst im Gespräch vom 4. Februar 2011 angewiesen, sich in allen möglichen Branchen zu bewerben, allerdings ohne ihn gleichzeitig über die Konsequenzen einer Missachtung dieser Weisung aufzuklären. Ungenügende Arbeitsbemühungen könnten somit - wenn überhaupt - frühestens ab 4. Februar 2011 in Frage stehen, wobei allenfalls eine Einstellung in der Anspruchsberechtigung in Betracht komme, nicht aber eine Verneinung der Vermittlungsbereitschaft.
3.2.2 Dieser Argumentation kann nicht gefolgt werden. Dem Gutachten des Zentrums Y._ vom 21. September 2010 ist zu entnehmen, dass die angestammte Tätigkeit als Elektromonteur nicht nur deswegen nicht mehr zumutbar sei, weil sie körperlich anstrengend sei, sondern auch, weil immer wieder Zwangshaltungen eingenommen werden müssten und Bücken erforderlich sei. Gemäss Bestätigung des Dr. med. G._ vom 16. November 2010 soll ab 16. November 2010 eine 80%ige Arbeitsfähigkeit bestehen, wobei darauf geachtet werden sollte, dass die Beschäftigung wechselnde Arbeitspositionen zulasse und keine schweren Lasten zu heben seien. Der Versicherte geht mit der Vorinstanz einig, dass sowohl die Experten des Zentrums Y._ als auch der Hausarzt in der bisherigen Tätigkeit als Elektromonteur übereinstimmend eine 100%ige Arbeitsunfähigkeit attestieren und die neue Angabe einer 80%igen Arbeitsunfähigkeit durch Dr. med. G._ mit Schreiben vom 16. November 2010 eine dem Gesundheitszustand angepasste Beschäftigung betrifft. Es lässt sich bei dieser klaren Ausgangslage in der Tat nicht nachvollziehen, weshalb sich der Beschwerdeführer bei seiner am 17. November 2010 aufgenommenen Suche nach einem neuen Arbeitsplatz trotzdem auf die Tätigkeit als Elektromonteur/Montageelektriker beschränkte. In Anbetracht seiner Rückenschmerzen und mit Blick auf die ärztlichen Stellungnahmen geht es entgegen seinem Einwand bei einer Verweistätigkeit nicht nur um das Kriterium der körperlich leichten Arbeit, sondern auch darum, dass er Zwangshaltungen und Bücken vermeiden muss, was ihm aber bei der Ausübung seiner angestammten Beschäftigung in der Elektrobranche nicht möglich ist. Hätte er sich tatsächlich auf die Einschätzung des Hausarztes verlassen, wie er in der Beschwerde angibt, hätte er sich konsequenterweise auf die Suche nach einer leidensangepassten Beschäftigung machen müssen. Weil er dies trotz ärztlich attestierter Unzumutbarkeit der Tätigkeit als Elektromonteur nicht getan hat, lässt es sich nicht beanstanden, dass die Verwaltung und das kantonale Gericht aus diesem Verhalten eine mangelnde Vermittlungsbereitschaft gefolgert haben. Eine Verletzung der Aufklärungs- oder Beratungspflicht im Sinne von <ref-law> kann der Versicherte der Verwaltung nicht vorwerfen, da er bei der ärztlicherseits übereinstimmend angegebenen Unzumutbarkeit einer Beschäftigung als Elektromonteur wusste, dass er sich in anderen Tätigkeitsbereichen zur Verfügung stellen musste, sollte seine Stellensuche erfolgreich sein. Indem er sich nur für unzumutbare Stellen interessierte, gab er seine mangelnde Vermittlungsbereitschaft zu erkennen. Daran hätten klärende Hinweise des RAV - auf welche er bei seinem Kenntnisstand gerade nicht angewiesen war - nichts geändert. Da die Anspruchsvoraussetzungen zum Bezug von Leistungen der Arbeitslosenversicherung wegen fehlender Vermittlungsfähigkeit gar nicht erfüllt sind, steht eine Einstellung in der Anspruchsberechtigung nicht zur Debatte. Der diesbezüglich in der Beschwerde erhobene Vorwurf der Verletzung des Verhältnismässigkeitsprinzips ist demzufolge nicht stichhaltig.
3.3 Zusammenfassend hat das kantonale Gericht in pflichtgemässer Würdigung der gesamten Aktenlage mit überzeugender Begründung erkannt, dass der Beschwerdeführer keinen Anspruch auf Arbeitslosenentschädigung hat. An diesem Schluss vermögen die Vorbringen des Beschwerdeführers nichts zu ändern. Sie sind nicht geeignet, die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung als offensichtlich unrichtig oder unvollständig erscheinen zu lassen. Von einer willkürlichen Beweiswürdigung kann ohnehin nicht gesprochen werden (<ref-ruling> E. 4.1 S. 400).
4. Dem Prozessausgang entsprechend sind die Gerichtskosten vom Beschwerdeführer als unterliegender Partei zu tragen (Art. 65 Abs. 4 lit. a und Art. 66 Abs. 1 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Luzern, Sozialversicherungsrechtliche Abteilung, und dem Staatssekretariat für Wirtschaft (SECO) schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 6. September 2012
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Ursprung
Die Gerichtsschreiberin: Berger Götz