Fatti:
A. A._, nato nel 1954, già attivo professionalmente nell'edilizia fino al 28 agosto 2006, il 1° giugno 2007 ha presentato una domanda volta all'ottenimento di prestazioni dell'assicurazione invalidità (AI) lamentando un'inabilità lavorativa riconducibile in particolare a cardiopatia ischemica dopo infarto miocardico acuto antero-inferiore (28 giugno 2006), a sindrome lombospondilogena recidivante dal 1980 e a bronco pneumopatia cronica ostruttiva grado Gold II.
L'Ufficio AI del Cantone Ticino - preso atto delle conclusioni peritali pluridisciplinari del Servizio Accertamento Medico (SAM) attestanti una incapacità lavorativa nelle professioni svolte di muratore, imbianchino e piastrellista, ma comunque una abilità del 90 % in attività leggere e sedentarie rispettose delle regole di ergonomia della schiena - con decisione 3 dicembre 2008 ha respinto la domanda di rendita per carenza d'invalidità perché, secondo gli accertamenti compiuti, il grado d'invalidità risultava essere del 32 %, inferiore al minimo legale del 40 %.
B. Assistito dall'avv. Marco Cereghetti, A._ si è aggravato al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino chiedendo l'annullamento della decisione impugnata e il riconoscimento di una rendita AI intera, sulla base di un grado d'invalidità del 75 % almeno.
Con giudizio del 27 luglio 2009, dopo aver attentamente esaminato e confrontato la copiosa documentazione medica agli atti, la Corte cantonale, statuendo per giudice unico, ha respinto il gravame aderendo sostanzialmente alle conclusioni dei periti del SAM. La Corte cantonale ha inoltre trasmesso l'incarto all'Ufficio AI perché valutasse le eventuali conseguenze invalidanti di un possibile peggioramento, dopo il 3 dicembre 2008, dello status cardiaco e psichiatrico dell'interessato.
C. Sempre patrocinato dall'avv. Cereghetti, l'assicurato ha presentato ricorso al Tribunale federale al quale chiede, in via principale, di annullare il giudizio cantonale e di riconoscergli il diritto a una mezza rendita d'invalidità; in via subordinata domanda di annullare il giudizio e di rinviare gli atti all'istanza precedente o comunque all'amministrazione per complemento istruttorio e nuova decisione, con protesta di spese e ripetibili. Dei motivi si dirà, per quanto occorra, nei considerandi.
Non sono state chieste osservazioni al gravame.

Diritto:
1. Il ricorso in materia di diritto pubblico può essere presentato per violazione del diritto, così come stabilito dagli art. 95 e 96 LTF. Per contro, il Tribunale federale fonda la sua sentenza sui fatti accertati dall'autorità inferiore (<ref-law>) e vi si può scostare solo se è stato svolto in violazione del diritto ai sensi dell'<ref-law> o in modo manifestamente inesatto (<ref-law>). A prescindere dai casi in cui tale inesattezza sia lampante (cfr. <ref-ruling> consid. 4.3. pag. 62; <ref-ruling> consid. 6.2 pag. 288 in fine), la parte ricorrente che intende contestare i fatti accertati dall'autorità inferiore deve spiegare, in maniera circostanziata, per quale motivo ritiene che le condizioni di una delle citate eccezioni previste dall'<ref-law> sarebbero realizzate; in caso contrario non si può tener conto di uno stato di fatto diverso da quello posto a fondamento della decisione impugnata (cfr. <ref-ruling> consid. 1.4.3 pag. 254 con riferimento).
2. Nei considerandi dell'impugnata pronuncia, l'autorità giudiziaria cantonale ha esposto le norme (nel loro tenore applicabile prima e dopo il 1° gennaio 2008) e i principi giurisprudenziali disciplinanti la materia, ricordando in particolare la nozione d'invalidità (<ref-law>, art. 7 e 8 LPGA), i presupposti e l'estensione del diritto alla rendita (<ref-law>), il metodo ordinario di confronto dei redditi per la determinazione del grado di invalidità di assicurati esercitanti un'attività lucrativa (<ref-law>), i compiti del medico ai fini di tale valutazione e il valore probatorio generalmente riconosciuto ai referti medici fatti allestire da un tribunale o dall'amministrazione conformemente alle regole di procedura applicabili (<ref-ruling> consid. 4 pag. 261, 353 consid. 3b/ee; <ref-ruling> consid. 2; <ref-ruling> consid. 3c pag. 314). A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione, non senza tuttavia ricordare che, mentre il medico è chiamato a porre un giudizio sullo stato di salute, a indicare in quale misura e in quali attività l'assicurato è incapace al lavoro come pure a fornire un importante elemento di giudizio per determinare quali lavori siano ancora ragionevolmente esigibili dall'assicurato, spetta al consulente professionale, avuto riguardo alle indicazioni sanitarie, valutare quali attività professionali siano concretamente ipotizzabili (<ref-ruling> consid. 4 pag. 261; <ref-ruling> consid. 2, pag. 134; <ref-ruling> consid. 3c, pag. 314; cfr. anche sentenza 9C_635/2007 del 21 agosto 2008 consid. 3.3; Meyer-Blaser, Rechtsprechung des Bundesgerichts zum IVG, pag. 228 seg.).
Giova infine soggiungere che gli accertamenti dell'autorità giudiziaria di ricorso in merito al danno alla salute (diagnosi, prognosi, eziologia [nella misura in cui questo accertamento si rende necessario, segnatamente per le infermità congenite]), alla capacità lavorativa dell'assicurato e all'esigibilità di un'attività professionale - nella misura in cui quest'ultimo giudizio non si fonda sull'esperienza generale della vita - riguardano questioni di fatto che possono essere riesaminate da questa Corte solo in maniera molto limitata (v. consid. 1; <ref-ruling> consid. 3.2 pag. 398).
3. Oggetto del contendere è sapere se A._ ha diritto a una rendita d'invalidità nel periodo entrante in linea di conto che va dal 28 agosto 2007 (trascorso l'anno di attesa dall'evento cardiologico infartuale: <ref-law>, nella versione in vigore fino al 31 dicembre 2007) al 3 dicembre 2008 (decisione dell'UAI che delimita temporalmente il potere cognitivo del giudice: <ref-ruling> consid. 1.2 pag. 4).
4. 4.1 Il Tribunale cantonale delle assicurazioni ha sostanzialmente fondato la propria pronuncia sulle risultanze della perizia pluridisciplinare 19 agosto 2008 del SAM - che ha sottoposto l'interessato a diversi accertamenti di tipo cardiologico (dott. M._), psichiatrico (dott. J._), reumatologico (dott. B._), neurologico (dott. K._) e pneumologico (dott. Q._) - e ha respinto la richiesta di prestazioni.
4.2 L'insorgente concorda con la decisione dell'autorità giudiziaria inferiore di trasmettere l'incarto all'UAI per quanto concerne l'aspetto psichiatrico, mentre censura le motivazioni dal punto di vista cardiologico. Rimprovera al primo giudice di non avere adeguatamente considerato il rapporto 26 marzo 2009 del cardiologo dott. C._ nel quale quest'ultimo avrebbe confermato che a seguito di una recente scintigrafia miocardica era stato riscontrato un elemento prognostico più negativo e più precisamente una significativa dilatazione ventricolare che lasciava concludere per una abilità lavorativa ridotta del 30 % in attività sostitutive leggere. Osserva inoltre che l'esame del perito M._ sarebbe stato incompleto nella misura in cui non avrebbe eseguito un esame - di routine - scintigrafico imprescindibile ai fini dell'accertamento della situazione. Il ricorrente rileva che il peggioramento cardiaco dovuto alla dilatazione ventricolare sarebbe stato facilmente riscontrabile anche dall'UAI qualora avesse condotto una migliore istruttoria. Fa quindi valere che il disturbo invalidante esisteva già prima del marzo 2009, sebbene non abbia potuto essere documentato entro la data della decisione 3 dicembre 2008 a causa della lacunosità degli accertamenti.
Il ricorrente contesta infine la determinazione del grado d'invalidità così come risulta nel giudizio cantonale. Osserva che già solo per le patologie cardiache il Tribunale cantonale avrebbe dovuto riconoscergli una mezza rendita in virtù di un grado d'invalidità del 50 %.
5. 5.1 La circostanza per cui il Tribunale cantonale delle assicurazioni ha ritenuto il ricorrente - quantomeno fino alla data della decisione amministrativa in lite, che delimita temporalmente il potere cognitivo di questa Corte (<ref-ruling> consid. 1.2) - abile al lavoro a tempo pieno, con una riduzione del rendimento del 10 % (dovuta alla patologia reumatologica), in attività leggere adeguate trova conferma nella valutazione peritale del SAM che ha avuto modo di esaminare e confrontarsi in maniera circostanziata con la copiosa documentazione medica agli atti.
Infatti, per quanto riferito alle constatazioni cardiologiche, le sole ad essere contestate dal ricorrente, dalla documentazione agli atti si evince che:
- l'8 marzo 2007 il dott. C._ evidenziava che dall'ecocardiografia transtoracica del 6 marzo 2007 era emerso tra le altre cose un ventricolo sinistro con volumi al limite superiore della norma, ipertrofico concentrico con aumento degli spessori parietali.
- il 13 maggio 2008 il perito dott. M._ osservava che il paziente presentava un ventricolo sinistro leggermente dilatato e con leggera ipertrofia eccentrica. In tali condizioni, pur ritenendo che la patologia cardiologica con disfunzione ventricolare sinistra di grado moderato non permettesse attività lavorative professionali che implicassero sforzi fisici pesanti quali quelle di muratore, imbianchino e piastrellista, lo specialista concludeva che l'interessato disponeva comunque delle risorse necessarie per lo svolgimento di attività professionali con un impegno fisico da leggero a moderato e questo anche al 100 %.
- il 28 ottobre 2008 il dott. C._ faceva stato di una situazione cardiologica oggettiva caratterizzata da un ventricolo sinistro modicamente dilatato, anche se in discreto peggioramento rispetto ai valori misurati a marzo 2007, che a suo avviso precludeva in modo definitivo la capacità lavorativa nell'attività abituale, pur permettendo a livello teorico lo svolgimento di attività che non implicassero sforzi fisici "oltre a leggero". Tenuto conto di un aspetto meno oggettivabile ma comunque importante quale era quello legato al senso di spossatezza e di disturbo in generale indotto dalla farmacoterapia seguita (a base di betabloccante e diuretico), lo specialista riteneva ragionevole considerare l'assicurato inabile al lavoro "completamente al 50 %" (sic).
5.2 Ora, le osservazioni di cui sopra hanno evidenziato, per il periodo qui entrante in linea di conto, una dilatazione ventricolare di modica entità.
È solo il 23 marzo 2009 in occasione della tomoscintigrafia miocardica perfusionale basale e da stress che viene documentato per la prima volta uno status cardiologico sensibilmente mutato nel senso di volumi del ventricolo sinistro severamente aumentati. Per il dott. C._ l'elemento prognostico più negativo sarebbe proprio la significativa dilatazione ventricolare riscontrata alla scintigrafia miocardica di marzo 2009.
5.3 In tali circostanze, la decisione del giudice cantonale di attribuire pieno valore probatorio alla perizia del SAM e di considerare - quantomeno fino all'emanazione della decisione 3 dicembre 2008 - l'assicurato pienamente abile al lavoro dal profilo cardiologico e complessivamente abile al 90 % in attività leggere adeguate, rispettose dei limiti funzionali indicati dalla perizia, non lede alcuna norma di diritto federale, né risulta da un accertamento manifestamente errato dei fatti o da un apprezzamento arbitrario delle prove (cfr. <ref-ruling> consid. 4.3 pag. 62; <ref-ruling> consid. 7.1 pag. 398; cfr. pure sentenza 9C_1013/2008 del 23 dicembre 2009 consid. 5).
A nulla giova al ricorrente insinuare in maniera ingiustificata il sospetto secondo cui il dott. M._ non avrebbe "voluto eseguire un esame di routine necessario per scoprire i problemi" perché dai molteplici controlli specialistici, effettuati prima del 23 marzo 2009, mai è stata riscontrata una dilatazione ventricolare sinistra significativa e tale da manifestamente cagionare al ricorrente un'inabilità lavorativa.
5.4 Né l'accertamento del primo giudice appare arbitrario per il (solo) fatto di non avere ritenuto invalidante, come invece sostenuto dal dott. C._, il senso di spossatezza e, più in generale, il disturbo indotto dalla farmacoterapia. A tal proposito va ricordato che una diversa valutazione da parte del ricorrente non basta a rendere manifestamente inesatto l'apprezzamento dell'istanza precedente.
5.5 Infine, il ricorrente non può dedurre alcunché in suo favore dal certificato del dott. C._ datato 8 settembre 2009 - peraltro posteriore alla data della pronuncia impugnata e in quanto tale inammissibile in questa sede (<ref-law>; Ulrich Meyer, in Basler Kommentar, Bundesgerichtsgesetz, 2008, n. 43 ad <ref-law>) - non fosse altro perché, per sua stessa ammissione, lo stesso non è in grado di stabilire (né quindi, di riflesso, di escludere) "con certezza" se vi sia stato un effettivo peggioramento della dilatazione ventricolare tra ottobre 2008 e marzo 2009. Anche per questa ragione l'accertamento dei fatti da parte del primo giudice non può dirsi incompleto.
6. Per quanto concerne la contestazione del grado di invalidità, va rilevato che il ricorrente non contesta i redditi applicati, ma solo la deduzione sociale riconosciuta dalla giurisprudenza per le particolarità personali e professionali del caso (<ref-ruling>).
È opportuno premettere che l'amministrazione cantonale ha agito conformemente alla giurisprudenza negando - nei limiti del suo potere di apprezzamento (<ref-ruling> consid. 3.2 pag. 398) - una riduzione superiore al 20 % (a fronte di un massimo ammesso dalla giurisprudenza del 25 %) sul reddito base da invalido per tener segnatamente conto della capacità lavorativa esclusivamente in attività leggera, del lungo periodo di inattività e delle possibili difficoltà di adattamento in una nuova attività lavorativa.
Ma quand'anche fosse, per ipotesi, riconosciuta la deduzione massima consentita del 25 %, il grado d'invalidità sarebbe comunque, dopo arrotondamento (<ref-ruling>), del 36 %, al reddito senza invalidità (incontestato) di fr. 63'640.- contrapponendosi quello da invalido di fr. 40'597.20 (ottenuto deducendo dal reddito base da invalido, pure incontestato, di fr. 60'144.-, il 10 % per tenere conto della capacità lavorativa residua e un ulteriore 25 %).
Le argomentazioni dell'autorità giudiziaria cantonale in merito alla capacità lavorativa residua del ricorrente non sono manifestamente errate. La pronuncia impugnata va dunque confermata.
7. La procedura è onerosa (<ref-law>). Le spese giudiziarie, che seguono la soccombenza, devono essere poste a carico del ricorrente (<ref-law>).

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto.
2. Le spese giudiziarie di CHF 500.- sono poste a carico del ricorrente.
3. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio federale delle assicurazioni sociali.