Faits: A. A.a A._, né en 1968, et dame A._, née en 1971, se sont mariés le 10 juillet 1996 à Las Vegas (USA). Le couple a trois enfants: B._, née le 22 février 1994, C._, née le 15 novembre 1996, et D._, né le 30 mai 1998. Les parties se sont séparées au cours du mois d'octobre 2005. A.b Le divorce des époux A._ a été prononcé par le Tribunal de première instance du canton de Genève le 5 avril 2006. Les parents se sont notamment vu accorder l'autorité parentale conjointe avec garde alternée, les modalités d'exercice de celle-ci étant précisément réglées par le jugement de divorce (ch. 3). Les primes d'assurance maladie des enfants étaient à la charge du père, tous les autres frais relatifs aux enfants étant partagés par moitié entre les parties (ch. 7). Durant l'année 2007, les parties ont convenu de modifier les jours de garde de chacun des parents, la situation étant alors la suivante: durant une semaine, les enfants se trouvaient chez leur père, du mardi après l'école au lundi matin jusqu'à la rentrée des classes, étant précisé qu'ils déjeunaient à midi chez leur mère les jeudis et vendredis; durant l'autre semaine, ils étaient chez celle-ci du lundi au mardi après l'école de la semaine suivante. Dame A._ a conservé le domicile familial, situé à X._. Début 2009, A._ a emménagé chez sa compagne à Y._. B. B.a Par acte du 9 janvier 2009, dame A._ a déposé une demande de modification du jugement de divorce, concluant, sur mesures provisoires et au fond, à l'attribution de l'autorité parentale exclusive sur les enfants, à ce que leur garde lui soit confiée et à ce qu'un droit de visite soit accordé au père, ce dernier devant être condamné à lui verser "une pension adéquate" pour l'entretien des enfants, indexée au coût de la vie et selon des paliers progressifs en fonction de leur âge. A l'appui de sa demande, dame A._ exposait que les enfants étaient beaucoup plus fréquemment chez elle que chez son ex-mari et qu'elle ne parvenait plus à assumer les frais en découlant. B._ et D._ ayant des difficultés scolaires, elle s'était par ailleurs vu dans l'obligation de réduire son temps de travail, ce qui avait entraîné une diminution de son salaire. B._ ne souhaitait en outre plus se rendre chez son père aussi souvent que prévu, passant la majeure partie de son temps chez elle, ce qui engendrait des frais de repas supplémentaires. Les parties avaient enfin des différends à propos de l'éducation des enfants. Les parties ont comparu en personne le 17 mars 2009 et les enfants ont été entendus le 1er avril suivant. Le service de protection des mineurs (SPMi) a rendu un rapport d'évaluation sociale le 29 septembre 2009, concluant que l'intérêt des enfants commandait le maintien de l'autorité parentale conjointe, mais l'attribution de la garde exclusive à leur mère et l'octroi d'un large droit de visite au père. Selon ledit service, non seulement les trajets entre les différentes écoles et le domicile du père posaient un véritable problème, mais la mère s'était également montrée plus disponible pour ses enfants que leur père, du moins durant l'année scolaire 2008-2009. B.b Par jugement du 9 mars 2010, le Tribunal de première instance, s'est écarté de ce dernier rapport. Statuant sur mesures provisoires, il a débouté dame A._ de toutes ses conclusions et, au fond, a annulé les points 3 et 7 du jugement de divorce précité. Cela fait et statuant à nouveau, le tribunal a attribué la garde alternée aux parents, les enfants demeurant une semaine chez l'un, puis chez l'autre, et les vacances scolaires étant réparties par moitié entre les parties. Il a par ailleurs été donné acte à A._ de son engagement de payer à son ex-épouse, les semaines dont il avait la garde des enfants, les frais de repas que ceux-ci prendraient chez leur mère ou les frais de cantine scolaire. Il devait également assurer le règlement des primes d'assurance-maladie des enfants. Pour le surplus, les frais relatifs aux enfants devaient être pris en charge par chacun des parents à raison de moitié (ch. 3). A la demande de la mère, ledit jugement a été exécuté par les parties dès la mi-avril 2010, les enfants étant confiés à leur père une semaine sur deux, du dimanche soir à 18 heures au dimanche soir suivant à 18 heures. B.c Le 7 mai 2010, dame A._ a appelé du jugement rendu le 9 mars 2010, en sollicitant l'annulation et en reprenant, pour l'essentiel, ses conclusions de première instance. A._ a conclu au rejet de l'appel et à la confirmation du jugement entrepris. Par courrier daté du 30 août 2010, B._ a adressé au Tribunal de première instance une lettre, contresignée par son frère et sa soeur, par laquelle elle sollicitait la possibilité, pour tous les trois, d'être réentendus lors de la procédure en appel. La lettre a été transmise à la Cour de justice et les trois enfants ont été entendus, séparément, le 6 octobre 2010, hors de la présence des parties et de leurs conseils. L'audition de chacun des enfants laisse clairement entendre que ceux-ci souhaitaient demeurer chez leur mère et mettre un terme au système de garde alternée. Il ressort essentiellement de l'audition de D._ que son école se trouve à quelques minutes de chez sa mère, ce qui facilite son organisation (lever plus tard; repas de midi pouvant être pris chez sa mère); C._ et B._ affirmaient quant à elles préférer vivre chez leur mère, principalement pour des raisons organisationnelles (C._) et d'entente (B._); les trois enfants s'accordaient sur le fait que leur père serait moins présent que leur mère. Concernant enfin les circonstances entourant l'élaboration du courrier visant à solliciter leur audition, les enfants ont indiqué que l'aînée, aidée par une amie, l'aurait rédigé en leur expliquant qu'il leur permettrait d'être entendus par le juge au sujet du droit de visite. Par arrêt du 17 décembre 2010, la Cour de justice a partiellement admis l'appel interjeté par la mère, lui attribuant la garde exclusive des trois enfants, mais maintenant l'autorité parentale conjointe. Elle a accordé au père un droit de visite devant s'exercer, à défaut d'accord entre les parties, un week-end sur deux, un soir par semaine à l'occasion d'un repas, ainsi que la moitié des vacances scolaires. Le père était en outre condamné à verser, allocations familiales non comprises, des contributions d'entretien mensuelles en faveur de ses enfants d'un montant de 950 fr. de 12 ans à 15 ans et de 1150 fr. de 15 ans à leur majorité, voire jusqu'à l'obtention d'une formation appropriée, mais jusqu'à 25 ans au maximum. C. Le 24 janvier 2011, A._ exerce, contre cette dernière décision, un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Il conclut à l'annulation de l'arrêt cantonal et, principalement, au maintien de la garde alternée telle qu'aménagée par le Tribunal de première instance; il sollicite également la confirmation du ch. 3 du dispositif du jugement rendu par cette dernière juridiction, à savoir son engagement à régler les primes d'assurance-maladie des enfants et leurs frais de repas les semaines où il en a la garde, les autres frais devant être partagés par moitié entre chacun des parents; subsidiairement, il demande le renvoi de la cause à la cour cantonale. A l'appui de ses conclusions, le recourant invoque la violation des art. 134 CC et 9 Cst. Des observations n'ont pas été requises. 