Fatti: A. A.a In data 13 marzo 2003 M._ è rimasto vittima di un incidente della circolazione, in seguito al quale ha riportato un trauma distorsivo della colonna cervicale. Il caso è stato assunto dall'Istituto nazionale svizzero di assicurazione contro gli infortuni (INSAI), che, dopo avere corrisposto le prestazioni assicurative di legge, con decisione del 19 maggio 2006, confermata il successivo 26 giugno, in seguito all'opposizione interposta dall'interessato, ha disposto la sospensione delle prestazioni a partire dal 30 giugno 2006 per quanto riguardava le cure mediche e dal 2 maggio precedente per quanto concerneva le indennità giornaliere, per assenza, a tale data, di postumi organici oggettivabili, riconducibili all'evento infortunistico. Contro il provvedimento amministrativo M._ si è aggravato al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino, il quale, per pronuncia del 17 gennaio 2007, ha respinto il gravame e confermato l'operato dell'assicuratore infortuni. Adito dall'assicurato, con sentenza del 7 maggio 2008 il Tribunale federale ha parzialmente accolto il gravame nel senso che, annullato il giudizio cantonale, ha rinviato gli atti all'istanza di primo grado per procedere all'allestimento di una perizia medica giudiziaria intesa a stabilire, con la necessaria verosimiglianza, l'esistenza o meno di un rapporto causale naturale tra i tremori lamentati dall'interessato al braccio sinistro e l'incidente del marzo 2003 (sentenza 8C_32/2007). A.b A seguito della sentenza di rinvio, l'autorità giudiziaria cantonale ha affidato l'incarico di compiere i necessari accertamenti al dott. W._, specialista FMH in neurologia. Preso atto delle conclusioni del perito, i giudici cantonali hanno accolto il ricorso, annullato la decisione su opposizione querelata e rinviato gli atti all'INSAI per definire il proprio obbligo prestativo dal profilo materiale e temporale (pronuncia del 23 febbraio 2009). A.c Avverso il giudizio cantonale l'assicuratore infortuni ha presentato ricorso in materia di diritto pubblico con cui, protestate spese e ripetibili di sede cantonale e federale, ha chiesto, in accoglimento del gravame, l'annullamento del giudizio impugnato, in quanto fondato su un referto peritale contraddittorio e apodittico nelle sue conclusioni. Ha quindi postulato che l'istanza precedente venisse invitata a procedere al complemento istruttorio ordinato dalla sentenza federale del 7 maggio 2008, facendo capo ad un altro perito, preferibilmente ad un professore universitario. Con sentenza del 17 giugno 2009 il Tribunale federale ha accolto il ricorso, annullato il giudizio impugnato e ordinato al Tribunale cantonale di disporre l'allestimento di una nuova perizia specialistica (sentenza 8C_298/2009). B. Dando seguito alla nuova sentenza di rinvio il Tribunale cantonale ha quindi ordinato l'esperimento di una perizia medica a cura del dott. F._, direttore del dipartimento di neurologia dell'Istituto X._, nonché medico aggiunto presso il Servizio di neurologia dell'Ospedale universitario Y._, al quale ha concesso la facoltà di far capo ad altri specialisti di sua fiducia. Il perito ha trasmesso il proprio referto in data 27 settembre 2010. Alla luce delle conclusioni peritali, secondo cui il tremore di cui soffre l'assicurato configura un disturbo di origine psichica in nesso di causalità naturale con l'infortunio, rispettivamente dopo aver negato l'esistenza di un nesso di causalità adeguata, il Tribunale cantonale ha respinto il gravame (pronuncia del 15 novembre 2010). C. Per il tramite dell'avv. Mecca, M._ è insorto contro il giudizio cantonale con ricorso in materia di diritto pubblico, chiedendone l'annullamento, con conseguente retrocessione degli atti all'INSAI, affinché, a far tempo dall'interruzione del versamento delle prestazioni, stabilisca l'ammontare della rendita di invalidità e, subordinatamente, dell'indennità unica in capitale e, infine, l'ammontare dell'indennità per menomazione dell'integrità. Dei motivi si dirà, se necessario, nei considerandi di diritto. L'INSAI propone la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale della sanità pubblica ha rinunciato a determinarsi. 