Faits:
A. Né en 1985 et originaire de Serbie et Monténégro, X._ a séjourné en Suisse entre 2003 et 2004 en tant que requérant d'asile mais a été refoulé vers Belgrade le 21 avril 2004, sa demande d'asile ayant été rejetée.
Le 28 décembre 2006, il a épousé en Serbie A._, ressortissante du Kosovo titulaire d'une autorisation d'établissement. Le couple est arrivé en Suisse le 30 novembre 2007 et X._ a obtenu une autorisation de séjour au titre du regroupement familial. Aucun enfant n'est né de cette union.
En 2009, le Service de la population du canton de Vaud (ci-après: le Service cantonal) a ordonné une enquête de police, qui a révélé que le couple vivait séparé au plus tard depuis la mi-février 2009.
B. Par décision du 2 novembre 2009, le Service cantonal a révoqué l'autorisation de séjour de X._, lui impartissant un délai d'un mois pour quitter la Suisse.
Le 11 juin 2010, la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal vaudois (ci-après: le Tribunal cantonal) a rejeté le recours de X._ et confirmé la décision du 2 novembre 2009.
C. Contre l'arrêt du 11 juin 2010, X._ forme un "recours" au Tribunal fédéral en concluant à l'annulation de la décision attaquée, ainsi que de celle rendue par le Service cantonal et, statuant à nouveau, de constater son droit à la délivrance d'une autorisation de séjour, le dossier étant renvoyé aux autorités cantonales pour qu'elles procèdent aux formalités nécessaires, subsidiairement pour complément d'instruction et nouvelle décision dans le sens des considérants.
Par ordonnance présidentielle du 19 juillet 2010, le Tribunal fédéral a admis la requête d'effet suspensif formée par X._.
Le Service cantonal a renoncé à se déterminer sur le recours. Le Tribunal cantonal, se référant à son arrêt du 11 juin 2010, conclut au rejet du recours, à l'instar de l'Office fédéral des migrations.

Considérant en droit:
1. Le 1er janvier 2008 est entrée en vigueur la loi fédérale sur les étrangers (RS 142.20; LEtr). Comme la procédure de révocation de l'autorisation de séjour du recourant a été initiée en 2009, elle est soumise à la nouvelle loi (cf. art. 126 al. 1 LEtr; arrêt 2C_531/2009 du 22 juin 2010 consid. 1).
2. 2.1 Le recourant n'a pas indiqué par quelle voie de recours il procède auprès du Tribunal fédéral. Cette imprécision ne saurait lui nuire si son recours remplit les exigences légales de la voie de droit qui lui est ouverte, à savoir en l'occurrence celle du recours en matière de droit public (cf. <ref-law>).
2.2 Cette voie de droit est ouverte, en regard de l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, lorsque le recours a pour objet la révocation d'une autorisation de séjour qui, sans cette mesure, déploierait encore des effets (cf. arrêt 2C_635/2009 du 26 mars 2010 consid. 1.1 et les arrêts cités). Tel est le cas en l'espèce, l'autorisation de séjour du recourant arrivant à expiration sans révocation le 29 novembre 2010.
Pour le surplus, le recours est dirigé contre une décision finale (<ref-law>) rendue en dernière instance cantonale par un tribunal supérieur (art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF); il a été formé en temps utile (<ref-law>) et dans les formes prescrites (<ref-law>) par le destinataire de l'arrêt attaqué qui a un intérêt digne de protection encore actuel à son annulation (<ref-law>; arrêt 2C_91/2009 du 10 juin 2009 consid. 4 a contrario). Il est donc en principe recevable, sous réserve de la conclusion tendant à l'annulation de la décision du Service cantonal, qui n'est pas admissible, compte tenu de l'effet dévolutif du recours formé devant le Tribunal cantonal vaudois (arrêt 2C_651/2009 du 1er mars 2010 consid. 2.2).
3. Saisi d'un recours en matière de droit public, le Tribunal fédéral examine librement la violation du droit fédéral (cf. art. 95 let. a et 106 al. 1 LTF), sous réserve des exigences de motivation figurant à l'<ref-law>. Il y procède en se fondant sur les faits constatés par l'autorité précédente (cf. <ref-law>), à moins que ces faits n'aient été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'<ref-law> (cf. <ref-law>). Si le recourant entend s'écarter des constatations de fait de l'autorité précédente (cf. <ref-law>), il doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions d'une exception prévue par l'<ref-law> seraient réalisées. Sinon, il n'est pas possible de tenir compte d'un état de fait divergent de celui qui est contenu dans l'acte attaqué (<ref-ruling> consid. 5.2.2 p. 322; <ref-ruling> consid. 6.2 p. 288). En particulier, le Tribunal fédéral n'entre pas en matière sur des critiques de type appellatoire (<ref-ruling> consid. 5.2.2 p. 322).
Le recourant méconnaît ces principes. D'une part, il présente sa propre version des faits, sans tenir compte des constatations cantonales. D'autre part, il affirme que les déclarations faites par son épouse et reproduites dans la décision entreprise ne reflètent pas la réalité, sont le fruit de son emportement et ne sont pas crédibles. Le recourant n'allègue cependant nullement ni a fortiori ne démontre en quoi la position de son épouse retenue dans l'arrêt attaqué serait manifestement inexacte voire arbitraire. Une telle motivation n'est pas admissible devant le Tribunal fédéral, qui n'est pas un juge du fait. Partant, c'est exclusivement à la lumière des faits figurant dans l'arrêt attaqué qu'il convient d'examiner si le droit fédéral a été violé.
4. Les juges cantonaux ont confirmé la révocation de l'autorisation de séjour du recourant au motif que l'union conjugale avait duré moins de trois ans et que, comme le couple ne formait plus une communauté conjugale effectivement vécue, le recourant ne bénéficiait plus d'aucun droit de séjourner en Suisse. Le recourant soutient, pour sa part, qu'il se trouve dans une situation visée par les articles 49 et 50 al. 1 let. a LEtr et que le Tribunal fédéral devrait examiner son dossier "avec bienveillance".
4.1 Selon l'art. 62 let. d LEtr, l'autorité compétente peut révoquer une autorisation de séjour si l'étranger ne respecte pas les conditions dont la décision est assortie. En principe, pour avoir droit à une autorisation de séjour, le conjoint étranger du titulaire d'une autorisation d'établissement doit vivre en ménage commun avec lui (cf. art. 43 al. 1 LEtr). Si les époux ne vivent pas en ménage commun, le conjoint étranger bénéficie tout de même d'un droit de séjour s'il remplit les conditions des articles 49 ou 50 LEtr.
4.1.1 Selon l'art. 49 LEtr, l'exigence du ménage commun n'est pas applicable lorsque la communauté familiale est maintenue et que des raisons majeures justifiant l'existence de domiciles séparés peuvent être invoquées. Celui qui se prévaut de l'art. 49 LEtr doit faire valoir et, dans la mesure du possible, démontrer que la communauté familiale subsiste, même si les époux vivent séparés pour des raisons majeures (arrêts 2C_50/2010 du 17 juin 2010 consid. 2.2 et l'arrêt cité).
En l'occurrence, rien dans l'arrêt attaqué ne permet de retenir que le fait pour les époux de vivre séparément serait justifié par des raisons majeures, par exemple l'éloignement de leurs lieux de travail respectifs. Le fait que l'épouse soit "inconstante" et trop proche de ses parents, comme l'invoque le recourant, ne constitue à l'évidence pas de telles raisons. De plus, la communauté est inexistante depuis la séparation des époux intervenue en février 2009 au plus tard. Selon l'arrêt attaqué en effet, l'épouse a déclaré qu'elle ne ressentait plus rien pour son mari, que cela l'arrangerait même si l'autorisation de séjour de ce dernier était révoquée et, qu'avec du recul, elle regrettait d'avoir accepté un mariage arrangé. Pour sa part, le recourant n'a apporté aucun élément permettant de penser que cette situation serait réversible. Le fait que, selon ses dires, il alimente, de temps à autre, un compte commun, ne permet pas d'en conclure que son épouse serait disposée à reprendre la vie commune. Dans un tel contexte, on ne voit manifestement pas que l'on se trouve dans une situation justifiant l'application de l'art. 49 LEtr.
4.1.2 Quant à l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, il prévoit qu'après dissolution de la famille, le droit du conjoint à une autorisation de séjour en vertu de l'art. 43 LEtr subsiste si l'union conjugale a duré au moins trois ans et que l'intégration est réussie. La jurisprudence a plusieurs fois souligné que la limite de trois ans avait un caractère absolu (cf. récemment l'arrêt 2C_195/2010 du 23 juin 2010 consid. 5.1 et les arrêts cités). Cette période commence à courir à partir du début de la cohabitation des époux en Suisse et se termine au moment où les époux cessent d'habiter ensemble sous le même toit (<ref-ruling> consid. 3.2 in fine et 3.3 p. 117 ss). Selon les faits constatés, les époux, mariés depuis le 28 décembre 2006, ont emménagé le 30 novembre 2007 et se sont séparés en février 2009 au plus tard. On ne peut donc reprocher au Tribunal cantonal d'avoir violé le droit fédéral en considérant que l'art. 50 al. 1 let. a LEtr était inapplicable, l'union conjugale n'ayant clairement pas duré 3 ans.
L'argumentation du recourant, qui demande qu'il soit tenu compte, dans le délai de 3 ans, des contraintes administratives liées à la conclusion d'un mariage à l'étranger et que son cas soit traité "avec bienveillance", n'a aucune assise juridique et n'a pas sa place dans un recours au Tribunal fédéral.
4.1.3 Au surplus, comme l'a relevé le Tribunal cantonal, aucun élément ne permet de retenir l'existence de raisons personnelles majeures au sens de l'art. 50 al. 1 let. b LEtr propres à fonder un droit de séjour du recourant indépendamment du délai de 3 ans.
4.2 Enfin, le recourant, jeune et en bonne santé, n'a aucune charge de famille. Il a vécu la plus grande partie de sa vie en Serbie où il peut retourner sans difficultés particulières, alors qu'il a passé à peine plus de deux ans en Suisse à la suite de son mariage. Son intégration en Suisse ne sort pas de l'ordinaire. Certes, il a toujours travaillé, n'a jamais attiré l'attention défavorablement sur lui et pratique des activités sportives avec des Suisses. Ces derniers éléments sont en faveur du recourant, mais, contrairement à ce que soutient celui-ci, ils ne sont pas si exceptionnels qu'ils feraient apparaître comme disproportionnée la révocation de son autorisation de séjour (cf. art. 96 al. 1 LEtr). Cette autorisation, par définition limitée dans le temps, arrive du reste en principe à expiration à la fin du mois de novembre 2010.
4.3 Par conséquent, comme le recourant ne peut se prévaloir d'aucun droit de séjour en application des articles 43, 49 et 50 LEtr, on ne peut reprocher aux autorités cantonales d'avoir prononcé la révocation de son autorisation de séjour en application de l'art. 62 let. d LEtr (cf. arrêt 2C_635/2009 du 26 mars 2010 consid. 6).
5. Dans ces circonstances, le recours ne peut qu'être rejeté dans la mesure où il est recevable. Succombant, le recourant supportera les frais judiciaires (<ref-law>). Il ne sera pas alloué de dépens (<ref-law>).

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 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, au Service de la population du canton de Vaud, au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour de droit administratif et public, et à l'Office fédéral des migrations.
Lausanne, le 19 novembre 2010
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
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