Faits: A. Par jugement du 1er décembre 2009, le Tribunal de police a reconnu X._ coupable d'actes d'ordre sexuel avec des enfants et l'a condamné à une peine pécuniaire de 180 jours-amende, à 200 fr. l'un, sous déduction de 18 jours de détention avant jugement, peine assortie d'un sursis et d'un délai d'épreuve de 4 ans. X._ a été astreint à un traitement ambulatoire, associant psychothérapie au long cours et éventuellement médication (art. 62 et 44 al. 2 CP) et à payer à la curatrice de Y._ une indemnité de 5000 fr. à titre de tort moral. B. Sur appel, ce jugement a été partiellement annulé le 27 septembre 2010 par la Chambre pénale de la Cour de Justice genevoise qui a acquitté X._ de la prévention d'un des deux actes d'ordre sexuel avec des enfants et réduit la peine prononcée à 60 jours-amende. En résumé, il est encore reproché à X._ d'avoir, entre avril 2007 et janvier 2008, alors qu'il entretenait une liaison avec la mère de Y._ et en son absence, mis sa main dans la culotte de cette dernière, née en 1997, sans toutefois parvenir à lui toucher les parties intimes. En revanche, il n'a pas été retenu que X._ aurait mêlé, à une occasion, Y._ à la relation sexuelle qu'il a entretenue avec sa mère alors que l'enfant se trouvait dans le même lit, étant donné que cette dernière était endormie et n'avait rien perçu. C. X._ forme un recours en matière pénale contre cet arrêt. Invoquant la violation de l'interdiction de l'arbitraire, de la présomption d'innocence, de l'autorité de chose jugée ainsi que des art. 50, 63 et 187 CP, il conclut à l'annulation du jugement attaqué et au renvoi de la cause pour nouveau jugement. Il n'a pas été requis d'observations. 