Sachverhalt: A. A.a Der 1960 geborene H._ meldete sich am 31. Mai 2007 zum Leistungsbezug bei der Invalidenversicherung an (berufliche Massnahmen/Invalidenrente). Nach Durchführung erwerblicher und medizinischer Abklärungen, namentlich unter Berücksichtigung der Ergebnisse des polydisziplinären Gutachtens der Medizinischen Abklärungsstelle vom 10. Januar 2008, verneinte die IV-Stelle des Kantons Zürich mit Verfügung vom 31. Juli 2008 einen Leistungsanspruch (Invaliditätsgrad von 31 %). A.b Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom vom 12. Februar 2010 ab. Die II. sozialrechtliche Abteilung des Bundesgerichts hob mit Urteil 9C_232/2010 vom 13. Oktober 2010 den vom kantonalen Gericht auf Fr. 60'337.- festgelegten Validenlohn auf Fr. 65'345.- an. Darüber hinaus wies es die Sache zur Feststellung des zumutbaren Leistungsvermögens an die Vorinstanz zurück. B. Das Sozialversicherungsgericht ermittelte nach erneuter Prüfung der Sache einen Invaliditätsgrad von 18 % und verneinte einen Anspruch auf Rentenleistungen (Entscheid vom 18. Februar 2011). C. H._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und beantragen, es sei ab 29. September 2006 eine Viertelsrente der Invalidenversicherung zuzusprechen. Eventualiter sei die Sache an die Vorinstanz zu weiterer Abklärung zurückzuweisen. Die Vorinstanz verzichtet auf eine Stellungnahme, und die IV-Stelle schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen liess sich nicht vernehmen. 