Faits: A. La société anonyme Y._ SA gère des caisses de compensation et perçoit à ce titre des honoraires. Cette activité était à l'origine exercée par l'entreprise individuelle de A_, puis par une société à responsabilité limitée, qui a pris la forme juridique actuelle en mai 2007. Initialement, les honoraires consistaient en un pourcentage de la masse salariale des entreprises affiliées aux caisses de compensation. Ces dernières versaient à Y._ SA des avances sur honoraires, que Y._ SA rétrocédait à A_ dans la mesure où les avances dépassaient les coûts effectifs. Ces rétrocessions représentaient environ 20 ou 30 % des avances, soit des sommes comprises entre 900'000 et 1'500'000 fr. par exercice. Après le décès de A_, Y._ SA a décidé en 2007 que les rétrocessions seraient désormais allouées aux caisses de compensation, afin de leur permettre d'acquérir son capital-actions. A l'issue de cette opération, les rétrocessions devaient être abrogées et les honoraires, jugés trop élevés, devaient être réduits afin d'éviter une perte de clientèle. Dans ce contexte, le directeur administratif de Y._ SA, X._, a appris en novembre 2006 par le futur conseil d'administration que son salaire allait être réduit et sa prime d'intéressement - 6 % du bénéfice brut - modifiée. Le prénommé a accepté les nouvelles conditions. Il a ensuite reçu un courrier du 22 décembre 2006 qui chiffrait son nouveau salaire réduit et précisait que sa prime serait maintenue selon une formule restant à définir. Il n'a pas exprimé d'opposition, mais a négocié et obtenu la même année un "complément de salaire" de 167'729 fr. brut qui, dans son esprit, représentait une compensation pour le changement de ses conditions salariales. Le 4 juin 2007, le conseil d'administration de Y._ SA (ci-après: l'employeuse) a décidé que la prime des directeurs - désormais au nombre de trois, X._ compris (ci-après: l'employé) - serait fixée à 7 % du bénéfice brut de l'entreprise, pourcentage à diviser en trois parts égales. Cette décision devait valoir aussi longtemps que serait pratiqué le système de rétrocessions aux actionnaires; cette période était estimée à cinq ans. En janvier 2009 déjà, les rétrocessions ont été abolies et le nouveau tarif d'honoraires introduit. Ceux-ci étaient calculés selon un barème de 75 fr. par employé, plus 150 fr. par employé appartenant au personnel d'exploitation des entreprises. Ces modifications ont entraîné une réduction des honoraires et évité le départ de membres. Le bénéfice brut de Y._ SA, qui était de 1'999'714 fr. en 2008, a chuté en 2009 à 658'543 fr. et en 2010 à 506'561 fr. Le 26 juin 2009, l'employeuse a résilié le contrat de travail de X._ pour le 31 décembre 2009 au motif que son poste était supprimé. L'employé a été libéré de son obligation de travailler. Il s'est trouvé en incapacité de travail totale du 29 juin 2009 au 10 janvier 2010, de sorte que le terme du contrat a été prorogé au 31 juillet 2010. Un litige s'en est suivi, notamment sur la prime de l'employé pour les années 2009 et 2010. B. B.a Le 31 mars 2010, l'employé a intenté une action en paiement contre l'employeuse devant la juridiction prud'hommale du canton de Genève; il requérait la production des comptes 2009 et se réservait le droit de conclure au paiement de la prime 2009. Le 25 juin 2010, l'employé a touché 15'366 fr. à titre de prime 2009. Dans ses dernières conclusions du 5 août 2010, il a notamment réclamé 54'624 fr. comme solde de sa prime 2009 et 40'827 fr. à titre de prime 2010, en précisant que le calcul était effectué sur la base du bénéfice 2008. L'employeuse a conclu au rejet. Par jugement du 16 novembre 2010, le Tribunal des prud'hommes a condamné l'employeuse à verser les sommes brutes suivantes: 17'343 fr. à titre de solde du salaire dû pendant la période d'incapacité de travail, 15'647 fr. pour la prime 2009 et 18'091 fr. pour la prime 2010. Le tribunal a invité la partie concernée à opérer les déductions sociales nécessaires et a rejeté toute autre conclusion. B.b L'employé a fait appel auprès de la Chambre des prud'hommes de la Cour de justice, concluant au paiement de 54'624 fr. et 40'827 fr. à titre de primes 2009 et 2010, ainsi qu'à la confirmation du jugement pour le surplus. L'employeuse a exécuté le chiffre 2 du dispositif en versant la somme de 17'343 fr. Elle a requis l'annulation du jugement pour le surplus et le rejet de toutes les conclusions de l'appelant. Par arrêt du 1er février 2012, la Cour de justice a cassé la décision entreprise. Statuant à nouveau, elle a donné acte à l'employeuse de son versement de 17'343 fr. et constaté que le point 2 du dispositif du jugement était privé d'objet. Pour le surplus, elle a condamné l'employeuse à payer 6'895 fr. brut à titre de prime pour l'exercice 2010 et a invité la partie concernée à effectuer les déductions sociales nécessaires. C. L'employé (ci-après: le recourant) saisit le Tribunal fédéral d'un recours en matière civile. Il conclut à la réforme de l'arrêt attaqué, en ce sens que l'employeuse (ci-après: l'intimée) est condamnée à lui payer les sommes brutes de 54'624 fr. et 40'827 fr. à titre de primes 2009 et 2010. L'intimée conclut au rejet. L'autorité précédente se réfère à son arrêt. 