Sachverhalt:
A. Der 1953 geborene K._ war seit Oktober 1997 bei der Firma E._ AG als Bauarbeiter angestellt und dadurch bei der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (SUVA) obligatorisch gegen die Folgen von Unfällen versichert. Am 31. August 2004 stürzte er in einen Liftschacht fünf oder sechs Meter in die Tiefe und zog sich laut Austrittsbericht des Universitätsspitals X._, Klinik für Ohren-, Nasen-, Hals- und Gesichtschirurgie, vom 17. September 2004, wo er vom 31. August bis 13. September 2004 hospitalisiert gewesen war, ausgedehnte zervikale Riss- und Quetschwunden mit Verletzungen im Bereich des Kehlkopfes (dislozierte Larynxmehrfragmentfraktur mit ausgeprägtem Weichteilemphysem zervikal und thorakal) und eine Fraktur des rechten Sprungbeins (Processus posterior Tali) zu, welche chirurgisch versorgt werden mussten. Ab 2. Mai 2005 war der Versicherte an einem von der Firma E._ AG eingerichteten Schonarbeitsplatz (Maler- und kleinere Arbeiten in der Werkstatt) im Umfang von vier Stunden täglich tätig (Protokoll der SUVA vom 27. Juni 2005). Wegen persistierender Beschwerden wurde ein Aufenthalt in der Klinik Y._ angeordnet (vom 16. März bis 27. April 2005). Die Ärzte erwähnten neben den erlittenen und behandelten Frakturen eine leichte traumatische Hirnverletzung (MTBI; minor traumatic brain injury) sowie eine Distorsion der HWS (Halswirbelsäule) mit zervikospondylogenem und -zephalem Schmerzsyndrom sowie Verdacht auf zervikogenen Schwindel; es bestand keine verwertbare Arbeitsfähigkeit (Austrittsbericht vom 4. Mai 2005). Gemäss Bericht des Spitals L._, Klinik für Hals-, Nasen-, Ohren- und Gesichtschirurgie, vom 15. April 2006 lagen zudem Zeichen einer dekompensierten konstitutionellen Stimmschwäche vor, die therapeutisch nicht beeinflusst werden konnte (Bericht vom 2. November 2006) und die Arbeitsfähigkeit bei lautsprachlich erforderlicher Kommunikation erheblich einschränkte (Bericht vom 8. März 2007). Vom 31. Mai bis 7. Juli 2006 fand erneut eine stationäre Behandlung in der Klinik Y._ statt. Laut Austrittsbericht vom 20. Juli 2006 stand eine leichte bis mittelschwere neurologische Störung, stark somatisierte psychotraumatologische Restsymptomatik mit vegetativer Anspannung in Kombination mit einer somatoformen polytopen Schmerzsymptomatik, leichte Störung des Gleichgewichtsfunktionssystems sowie Tinnitus links im Vordergrund; leichte Tätigkeiten ohne erhöhte Anforderungen an das Gleichgewichtsfunktionssystem waren halbtags zumutbar. Am 8. Januar 2007 meldete Frau Dr. med. O._, Fachärztin für Psychiatrie & Psychotherapie, mangels günstiger Beeinflussung des Krankheitsgeschehens sei der Versicherte aus psychosomatischer Sicht austherapiert, weshalb sie die Behandlung abgeschlossen habe und eine Weiterbetreuung beim Hausarzt empfehle. Gestützt auf ärztliche Integritätsschadenbeurteilungen vom 5. April und 24. Mai 2007 wegen der Störung des Gleichgewichtsfunktionssystems, der Innenohrschwerhörigkeit, der Heiserkeit und der neuropsychologischen Beeinträchtigungen sowie gestützt auf die Ergebnisse der kreisärztlichen Abschlussuntersuchung vom 23. Mai 2007 (Bericht des Dr. med. M._, FMH für Orthopädische Chirurgie, SUVA) sprach die SUVA dem Versicherten eine Invalidenrente aufgrund einer Erwerbsunfähigkeit von 62 % sowie eine Integritätsentschädigung auf Basis einer Integritätseinbusse von 50 % zu (Verfügung vom 17. September 2007). In teilweiser Gutheissung der Einsprache änderte sie die Verfügung in dem Sinne ab, dass ab 1. Oktober 2007 eine Invalidenrente von 64 % ausgerichtet werde (Einspracheentscheid vom 7. Januar 2008).
B. Hiegegen liess K._ kantonale Beschwerde einreichen. Im Laufe des Verfahrens legten die Parteien mehrere ärztliche Stellungnahmen auf (der Frau Dr. med. S._, Fachärztin für Neurologie, SUVA Versicherungsmedizin, vom 14. Februar und 20. Mai 2008; des Prof. Dr. med. N._, FMH Physikalische Medizin und Rehabilitation, vom 17. März und 14. August 2008; des Dr. med. A._, Facharzt FMH für Ohren-, Nasen- und Halskrankheiten, Hals- und Gesichtschirurgie und Arbeitsmedizin, SUVA Versicherungsmedizin, vom 9. Mai 2008). Mit Entscheid vom 30. April 2009 wies das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern das eingelegte Rechtsmittel ab.
C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt K._ beantragen, unter Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids sei die SUVA zu verpflichten, ihm eine Invalidenrente basierend auf einem Invaliditätsgrad von mindestens 70 % auszurichten; eventuell sei die Sache zur Aktenergänzung mittels eines interdisziplinären neutralen Gutachtens sowie zur Neuentscheidung an das kantonale Gericht zurückzuweisen.
Die SUVA schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Gesundheit verzichtet auf eine Vernehmlassung.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 und Art. 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist somit weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen (vgl. <ref-ruling> E. 2.5 S. 262; <ref-ruling> E. 1.4 S. 140). Im Beschwerdeverfahren um die Zusprechung oder Verweigerung von Geldleistungen der Militär- oder Unfallversicherung ist das Bundesgericht nicht an die vorinstanzliche Feststellung des rechtserheblichen Sachverhalts gebunden (Art. 97 Abs. 2 und Art. 105 Abs. 3 BGG). Daher kommt der wiederholt geltend gemachten Rüge, das kantonale Gericht habe die ärztlichen Unterlagen teilweise in Verletzung des Willkürverbots gewürdigt, keine selbstständige Bedeutung zu.
2. Im Einsprache- und vorinstanzlichen Entscheid werden die gesetzlichen Bestimmungen zur Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit (Art. 6 und 7 ATSG) sowie Entstehung und Umfang des Anspruchs auf Invalidenrente (<ref-law> in Verbindung mit Art. 8 Abs. 1 und Art. 16 ATSG) zutreffend dargelegt. Richtig sind auch die Ausführungen zu den von der Rechtsprechung entwickelten allgemeinen Grundsätzen der freien Beweiswürdigung und des Beweiswertes eines Arztberichtes (<ref-ruling> E. 3a S. 352) sowie zur Frage der Objektivierbarkeit anamnestisch und klinisch erhobener Befunde (vgl. auch URS PILGRIM, Nicht oder schwer objektivierbare Gesundheitsbeeinträchtigungen: Erfahrungen des Hausarztes und Rheumatologen, in: Erwin Murer [Hrsg.], Nicht objektivierbare Gesundheitsbeeinträchtigungen: Ein Grundproblem des öffentlichen und privaten Versicherungsrechts sowie des Haftpflichtrechts, Freiburger Sozialrechtstage 2006, S. 3 f.). Darauf wird verwiesen.
3. Streitig und zu prüfen ist, ob zur Beurteilung des Gesundheitsschadens sowie der Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit als wesentlichen Voraussetzungen der Bestimmung des Invalideneinkommens auf die Angaben der Klinik Y._ (Bericht vom 20. Juli 2006) und des SUVA-Kreisarztes Dr. med. M._ (Bericht vom 23. Mai 2007), wie die Vorinstanz annimmt, oder aber auf das Privatgutachten des Prof. Dr. med. N._ vom 17. März 2008 und dessen Stellungnahme vom 14. August 2008 abzustellen ist, wonach die bislang erfolgte medizinische Begründung noch zumutbarer Arbeitsleistungen unvollständig ist.
3.1 Nach der Rechtsprechung ist dem Sozialversicherungsgericht nicht verwehrt, gestützt auf im Wesentlichen oder ausschliesslich von dem am Recht stehenden Versicherungsträger intern eingeholte medizinische Unterlagen zu entscheiden. In solchen Fällen sind an die Beweiswürdigung jedoch strenge Anforderungen zu stellen in dem Sinne, dass bei auch nur geringen Zweifeln an der Zuverlässigkeit und Schlüssigkeit der ärztlichen Feststellungen ergänzende Abklärungen vorzunehmen sind (<ref-ruling> E. 4.4 S. 469 f. sowie E. 4.6 und 4.7 S. 471; <ref-ruling> E. 1d S. 162 f.; RKUV 1999 Nr. U 332 S. 194 E. 2a/bb, U 212/97; Urteil 8C_113/2009 vom 27. Juli 2009 E. 3.3; vgl. auch <ref-ruling> E. 3b/ee S. 353 f.).
3.1 Nach der Rechtsprechung ist dem Sozialversicherungsgericht nicht verwehrt, gestützt auf im Wesentlichen oder ausschliesslich von dem am Recht stehenden Versicherungsträger intern eingeholte medizinische Unterlagen zu entscheiden. In solchen Fällen sind an die Beweiswürdigung jedoch strenge Anforderungen zu stellen in dem Sinne, dass bei auch nur geringen Zweifeln an der Zuverlässigkeit und Schlüssigkeit der ärztlichen Feststellungen ergänzende Abklärungen vorzunehmen sind (<ref-ruling> E. 4.4 S. 469 f. sowie E. 4.6 und 4.7 S. 471; <ref-ruling> E. 1d S. 162 f.; RKUV 1999 Nr. U 332 S. 194 E. 2a/bb, U 212/97; Urteil 8C_113/2009 vom 27. Juli 2009 E. 3.3; vgl. auch <ref-ruling> E. 3b/ee S. 353 f.).
3.2 3.2.1 Dr. med. M._ kam nach ausführlicher Darstellung der medizinischen Akten sowie aufgrund der Angaben des Versicherten anlässlich einer klinischen Untersuchung vom 23. Mai 2007 zum Ergebnis, dass seit längerer Zeit stabile Verhältnisse vorlägen und eine Weiterbehandlung nicht notwendig sei. Die Arbeitsleistungsminderungen ergäben sich einerseits aus den psychiatrischen und neuropsychologischen Befunden, anderseits aus unter Belastung zunehmenden Brust- und Atemproblemen. Der Versicherte vermöge rein körperlich noch oft Gewichte bis zu 5 kg zu heben und zu tragen, welche Tätigkeiten ab und zu auch über Brusthöhe ausübbar seien. Das Hantieren mit Werkzeugen sei feinmotorisch eingeschränkt und längerdauerndes Sitzen und Stehen manchmal möglich. Zudem bestünde hinsichtlich der Fortbewegung wegen des angegebenen Anlaufschmerzes eine allerdings nicht wesentliche Beeinträchtigung. Aus neuropsychologischer und psychiatrischer Sicht vermöge der Versicherte über den Tag hindurch während vier Stunden zu arbeiten.
3.2.2 Frau Dr. med. S._ (Neurologische Beurteilung vom 14. Februar 2008) bestätigte im Wesentlichen die Zumutbarkeitsbeurteilung des Dr. med. M._. Präzisierend hielt sie fest, dass Zwangshaltungen wegen der Schmerzen im Nacken und Kopf nicht zu empfehlen seien.
3.2.3 Prof. Dr. med. N._ betonte in Kenntnis der umfangreichen medizinischen Akten (vgl. Anhang des Gutachtens vom 17. März 2008) und in Beantwortung der Stellungnahmen der Dres. med. A._ (vom 9. Mai 2008) und S._ (vom 20. Mai 2008) am 17. August 2008, dass er aufgrund einer klinischen Untersuchung als Hauptbefund beziehungsweise Hauptdiagnose, um die sich die wesentlichen Symptome gliederten, eine schwerste und praktisch symmetrische Segmentbewegungsstörung des zervikothorakalen Überganges auf Höhe der Halswirbelkörper C7 und Th1 einschliesslich der blockierten ersten Rippe festgestellt habe. Diese Befund-Beschwerde-Einheit könne sowohl klinisch wie auch mittels einer Analyse der Reaktionen auf die Behandlungen von eher ausgedehnten degenerativen Erscheinungen innerhalb der HWS unterschieden werden: Degenerative Befunde liessen sich kaum je auf einer einzigen Höhe lokalisieren, sondern umfassten meistens den untersten Drittel der HWS, verliefen wellenförmig und liessen sich vorübergehend immer wieder therapieren. Eine kritische Auseinandersetzung mit dem Gutachten vom 17. März 2008 müsste sich um diesen zentralen und jederzeit erfassbaren Befund drehen, der weder auf einer neurologischen noch einer HNO-Ebene liege. Im Austrittsbericht der Klinik Y._ fehle jeglicher Hinweis auf eine segmentale Untersuchung der HWS, insbesondere des zervikothorakalen Überganges sowie der ersten Rippe, sodass aufgrund der Unvollständigkeit der manual-diagnostisch-klinischen Exploration gerade dieser Hauptbefund nicht erfasst und gewürdigt worden sei.
3.2.4 Gemäss Austrittsbericht der Klinik Y._ vom 20. Juli 2006 war eine halbtägige leichte Arbeit ohne erhöhte Anforderungen an das Gleichgewichtsfunktionssystem ausübbar. Dr. med. M._ (Bericht vom 23. Mai 2007) hielt unter Darlegung konkreter Verrichtungen, die im Arbeitsalltag aus somatischer Sicht noch getätigt werden können, sowie aufgrund der neuropsychologisch und psychatrisch festgestellten Einschränkungen fest, der Versicherte sei über den Tag hindurch während vier Stunden einsetzbar. Davon ging die Vorinstanz bei der Beurteilung der Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit aus.
3.2.4 Gemäss Austrittsbericht der Klinik Y._ vom 20. Juli 2006 war eine halbtägige leichte Arbeit ohne erhöhte Anforderungen an das Gleichgewichtsfunktionssystem ausübbar. Dr. med. M._ (Bericht vom 23. Mai 2007) hielt unter Darlegung konkreter Verrichtungen, die im Arbeitsalltag aus somatischer Sicht noch getätigt werden können, sowie aufgrund der neuropsychologisch und psychatrisch festgestellten Einschränkungen fest, der Versicherte sei über den Tag hindurch während vier Stunden einsetzbar. Davon ging die Vorinstanz bei der Beurteilung der Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit aus.
3.3 3.3.1 Chefarzt Dr. med. B._, Institut für Radiologie, kam gestützt auf die auch in Funktionsstellung aufgenommenen radiologischen Aufnahmen vom 29. Dezember 2004 zum Schluss (Bericht vom 7. Januar 2005), es bestünden mehrsegmentale degenerative Veränderungen vor allem auf Höhe der Halswirbelkörper C3/C4 und C5/C6, segmentale Bewegungsstörungen in Flexion, Extension und Rotation und eine asymmetrische Densstellung bei fraglichem Hinweis auf eine Läsion. Dieses Ergebnis steht in Einklang mit den von den Ärzten der Klinik Y._ klinisch erhobenen Befunden. So ist dem Austrittsbericht vom 20. Juli 2006 zu entnehmen, dass über den Dornfortsätzen der HWS, nicht aber in der paravertebralen oder der Nackenmuskulatur und im Kopfbereich, ein Druckschmerz auslösbar gewesen war. Die Beweglichkeit der HWS war ohne erkennbare strukturelle Läsionen in der Rotation beidseits normal, in der Re- und Inklination sowie Seitneigung eingeschränkt möglich. Dr. med. M._ stellte anlässlich der kreisärztlichen Untersuchung vom 23. Mai 2007 keine davon abweichende Befunde fest. Demgegenüber war gemäss Gutachten des Prof. Dr. med. S._ die Rotation der HWS nach beiden Seiten, die Retroflexion nur bei stärksten Schmerzen eingeschränkt möglich, während die Flexionsmöglichkeit mehr oder weniger erhalten geblieben sei. Diese letzte Feststellung ist, wie Frau Dr. med. S._ (Bericht vom 20. Mai 2008) zutreffend festgehalten hat, wenig nachvollziehbar und unterstreicht zusammen mit dem Umstand, dass laut Prof. Dr. med. S._ die klinische Untersuchung der Kopfgelenke wegen angegebener starker Schmerzhaftigkeit insgesamt nur eingeschränkt, mithin nicht zuverlässig durchgeführt werden konnte, den subjektiven Charakter des gutachterlichen Befundes. Daher ist nicht zu beanstanden, wenn die Vorinstanz, auf deren Erwägungen zu diesem Punkt verwiesen wird, die Symptomatik als teilweise klinisch fass-, nicht aber mittels bildgebender/apparativer Abklärungen objektivierbar bezeichnet hat. Die Empfehlung des Prof. Dr. med. S._ im Gutachten vom 17. März 2008, weitere radiologische Untersuchungen (MRI; kernspintomographische Aufnahme des zervikothorakalen Überganges) durchzuführen, diente denn auch explizit nicht therapeutischen, sondern vor allem rechtlichen Zwecken.
3.3.2 Allerdings macht der Beschwerdeführer zum einen zutreffend geltend, die Vorinstanz habe den Umstand, dass er das Arbeitspensum in dem eigens für ihn eigerichteten Schonarbeitsplatz bei der Firma E._ AG von vier auf zwei Stunden täglich wegen zunehmender gesundheitlicher Beeinträchtigungen habe reduzieren müssen, zu wenig berücksichtigt. Es ist anzunehmen, dass der Schonarbeitsplatz den gesundheitlichen Beeinträchtigungen angepasst war, zumal die SUVA davon ausgegangen zu sein scheint (vgl. Notizen und Protokolle über Gespräche mit der Arbeitgeberin vom 26. April, 27. Juni und 7. November 2005, 27. November 2006 sowie 23. Mai und 13. August 2007). Gemäss Auskünften der Estermann Bau Unternehmung AG (vgl. Telefonnotiz der SUVA vom 27. November 2006) erbrachte der Versicherte, trotz ärztlich attestierter "sehr guter Motivation" (Bericht der Frau Dr. med. O._ vom 8. Januar 2007; vgl. auch Konsilium des Dr. med. K._, FMH Psychiatrie und Psychotherapie, Psychosomatische Abteilung der Klinik Y._, vom 3. Juli 2006) und freier Arbeitszeiteinteilung, keine nennenswerten Ergebnisse. Zum anderen macht der Beschwerdeführer zutreffend geltend, dass die vorinstanzliche Beurteilung der Arbeits- und Erwerbs(un)fähigkeit im Wesentlichen auf der Einschätzung des SUVA-Kreisarztes Dr. med. M._ beruht, obwohl der Privatgutachter Prof. Dr. med. S._ teils zu abweichenden Erkenntnissen gelangt ist. So weist Prof. Dr. med. S._ in seiner Expertise vom 17. März 2008 insbesondere auf das Auftreten stärkster Schmerzen bei Retroflexion der HWS und eine Blockade bei Rotationen nach beiden Seiten - wiederum unter Angabe stärkster Schmerzen - hin, während Dr. med. M._ den von der HWS ausgehenden Beschwerden offenbar wesentlich geringere Bedeutung beimisst. Weiter hat Prof. Dr. med. N._ anders als Dr. med. M._ biomechanisch schwerste, praktisch symmetrische Segmentbewegungsstörungen des cervicothorakalen Überganges erkannt mit einer zusätzlichen vollständig blockierten und unter Belastung schmerzhaft irritierten ersten Rippe. Die Feststellungen des Privatgutachters Prof. Dr. med. N._ lassen somit doch gewisse Zweifel an der kreisärztlichen Beurteilung durch Dr. med. M._ aufkommen. Insgesamt ist unter diesen Umständen anzunehmen, dass das kantonale Gericht zu wenig strenge Anforderungen an die Würdigung versicherungsintern eingeholter Berichte gestellt hat, dies, obschon praxisgemäss (vgl. E. 3.1 hievor) die Beweiskraft des Berichts des SUVA-Kreisarztes schon bei geringen Zweifeln erschüttert werden kann (vgl. <ref-ruling> E. 4.4 S. 469 f. sowie E. 4.6 und 4.7 S. 471, Urteil 8C_113/2009 vom 27. Juli 2009 E. 3.3). Dass Prof. Dr. med. N._ keine eigene Einschätzung der Arbeitsfähigkeit vorgenommen hat, ändert daran nichts.
3.3.3 In Anbetracht der dargelegten Rechts- und Sachlage sind zusätzliche medizinische und berufliche Abklärungen zur Frage, welche Leistungen der Versicherte bei einer geeigneten erwerblichen Beschäftigung zu erbringen vermag, erforderlich. Die Sache ist daher an die SUVA zurückzuweisen, damit diese die entsprechenden Vorkehren in die Wege leiten und anschliessend aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse neu über die streitigen Leistungsansprüche befinden kann. Sollte sich ergeben, dass die Teilarbeitsfähigkeit des Beschwerdeführers nicht an einem Stück zu bewältigen ist, sondern auf einen ganzen Tag verteilt werden muss - was die Vorinstanz in E. 4a ihres Entscheids anzunehmen scheint - wird weiter zu klären sein, ob der in Betracht fallende Arbeitsmarkt entsprechende Stellen kennt. Da die bisherige Prüfung der Leistungsansprüche vorwiegend auf Berichte versicherungsinterner Ärzte gestützt wurde, welche nicht restlos überzeugen, wird die SUVA darauf achten, dass bei der nunmehr erneut erforderlichen Begutachtung versicherungsexterne Fachärzte eingesetzt werden (vgl. E. 3.1 hievor).
4. Die Gerichtskosten sind gemäss <ref-law> der unterliegenden SUVA (vgl. <ref-ruling> E. 6.1 S. 235) aufzuerlegen (<ref-law>). Sie hat dem Beschwerdeführer ausserdem eine Parteientschädigung auszurichten (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird in dem Sinne gutgeheissen, dass der Entscheid des Verwaltungsgerichts des Kantons Luzern vom 30. April 2009 und der Einspracheentscheid vom 7. Januar 2008 aufgehoben werden und die Sache an die SUVA zurückgewiesen wird, damit sie nach erfolgter Abklärung im Sinne der Erwägungen über den Anspruch auf Invalidenrente neu verfüge.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 750.- werden der Beschwerdegegnerin auferlegt.
3. Die Beschwerdegegnerin hat den Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2800.- zu entschädigen.
4. Die Sache wird zur Neuverlegung der Parteientschädigung des vorangegangenen Verfahrens an das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern zurückgewiesen.
5. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Luzern, Sozialversicherungsrechtliche Abteilung, und dem Bundesamt für Gesundheit schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 1. Juli 2010
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Ursprung Grunder