Sachverhalt:
A. Der 1952 geborene B._ bezog ab 1. Dezember 2003 eine halbe (Verfügung vom 26. November 2004) und ab 1. August 2005 eine ganze Rente der Invalidenversicherung (Verfügung vom 18. Mai 2006). Im Rahmen eines im Januar 2007 eingeleiteten Revisionsverfahrens, in welchem namentlich ein polydisziplinäres Gutachten des Zentrums X._, vom 23. Oktober 2008 eingeholt worden war, hob die IV-Stelle des Kantons Zürich nach Ermittlung eines Invaliditätsgrades von 8 % mit Verfügung vom 3. April 2009 die ganze Invalidenrente auf Ende Mai 2009 auf.
B. Die hiegegen erhobene Beschwerde wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 30. November 2009 ab.
C. B._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und den Antrag stellen, in Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids und der Verwaltungsverfügung vom 3. April 2009 sei auch nach dem 31. Mai 2009 eine halbe, eventuell eine höhere Invalidenrente auszuzahlen.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (<ref-law>) kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 und Art. 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>). Diese gesetzliche Kognitionsbeschränkung in tatsächlicher Hinsicht gilt namentlich für die Einschätzung der gesundheitlichen und leistungsmässigen Verhältnisse (<ref-law>), wie sie sich im revisionsrechtlich massgeblichen Vergleichszeitraum entwickelt haben (Urteil 9C_831/2010 vom 3. Februar 2011 E. 1.2).
2. Die für die Beurteilung des streitigen Rentenanspruchs massgebenden rechtlichen Grundlagen hat das kantonale Gericht sowohl in materiell- als auch in beweisrechtlicher Hinsicht richtig dargelegt, worauf verwiesen wird.
3. Zu prüfen ist, ob die Voraussetzungen für eine Rentenrevision nach <ref-law> erfüllt sind, wobei letztinstanzlich nurmehr die rheumatologischen Verhältnisse im Streit liegen. In Bezug auf den Zustand nach Hypopharynxkarzinom geht auch der Beschwerdeführer von einem verbesserten Gesundheitszustand aus.
3.1 Das kantonale Gericht hat als Ergebnis einer umfassenden, sorgfältigen und zu allen relevanten ärztlichen Einschätzungen Stellung beziehenden Beweiswürdigung, insbesondere gestützt auf das interdisziplinäre Gutachten des Zentrums X._ vom 23. Oktober 2008, festgestellt, der Gesundheitszustand und die Arbeitsfähigkeit des Beschwerdeführers hätten sich zwischen der Verfügung vom 18. Mai 2006 und jener vom 3. April 2009 - als hier massgeblichem Vergleichszeitraum (<ref-ruling> E. 5.4 S. 114) - wesentlich verändert. Aufgrund der erwerblichen Verhältnisse bestehe kein Anspruch mehr auf eine Invalidenrente (Invaliditätsgrad von 14,6 %). Die Tatsachenfeststellungen der gesundheitlichen und erwerblichen Verhältnisse sind nicht offensichtlich unrichtig im Sinne von <ref-law> und halten daher der Überprüfung Stand (<ref-law>).
3.2 Sämtliche Vorbringen in der Beschwerde vermögen hieran nichts zu ändern. Namentlich geht die Rüge fehl, laut Expertise des Zentrums X._ vom 23. Oktober 2008 bestünden rheumatologisch keine Diskrepanzen zu früheren ärztlichen Beurteilungen, weshalb die ursprünglich festgelegte Arbeitsfähigkeit weiterhin gültig sei. Die Experten bejahten einen verbesserten Gesundheitszustand und erläuterten vor diesem Hintergrund ihre Abweichungen zu früheren Arbeitsfähigkeitsschätzungen; für unveränderte Verhältnisse lässt sich daraus nichts herleiten, was die Vorinstanz rechtsfehlerfrei erkannt hat. Sodann übersieht der Beschwerdeführer, dass die angefochtene Verfügung vom 3. April 2009 rechtsprechungsgemäss die zeitliche Grenze der richterlichen Überprüfungsbefugnis bildet (<ref-ruling> E. 3.1.1 S. 220 mit Hinweisen). Soweit er gestützt auf den letztinstanzlich vorgelegten Austrittsbericht vom 9. November 2010 der Klinik Y._ eine Zustandsverschlechterung geltend macht, ist er folglich nicht zu hören. Offen bleiben kann, ob es sich beim Austrittsbericht um ein unzulässiges Novum im Sinne von <ref-law> handelt.
Die vorinstanzliche Invaliditätsbemessung durch Einkommensvergleich ist nicht angefochten. Es besteht kein Anlass zu einer näheren Prüfung (<ref-ruling> E. 1b und 2c S. 415 ff.; <ref-ruling> E. 4a S. 53).
4. Die Gerichtskosten werden dem Beschwerdeführer als unterliegender Partei auferlegt (<ref-law>).

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 Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 7. März 2011
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Meyer Ettlin