Faits: A. X._, né en 1960, de nationalité portugaise, et Y._, née en 1963, de nationalité autrichienne, se sont mariés le 7 septembre 1990 à Genève. De cette union sont issus deux enfants, A._, née en 1996, et B._, né en 1999. B. B.a Par requête de mesures protectrices de l'union conjugale déposée le 7 janvier 2010 devant le Tribunal de première instance de Genève, Y._ a conclu notamment à ce que X._ soit condamné à lui verser, au titre de contribution à l'entretien de la famille, une somme mensuelle de 5'400 fr. jusqu'au 30 juin 2010, puis de 4'950 fr. à partir du 1er juillet 2010. Suite à son déménagement dans le canton de Zurich avec ses enfants en juillet 2010, Y._ a modifié ses conclusions, en requérant que X._ soit condamné à lui verser, au titre de contribution d'entretien à l'entretien de la famille, une somme mensuelle de 4'800 fr. dès le 15 juillet 2010. Pour sa part, X._ a, sur ce point, conclu à ce qu'il soit pris acte de son engagement de verser une contribution mensuelle d'entretien de la famille de 1'000 fr. Par jugement du 10 novembre 2010, le tribunal a condamné X._ à verser en mains de Y._, par mois et d'avance, allocations familiales ou d'études non comprises, la somme de 2'500 fr. à titre de contribution d'entretien à la famille. B.b Y._ a formé appel contre ce jugement devant la Cour de justice. Elle a conclu à ce que X._ soit condamné à lui verser, par mois et d'avance, allocations familiales ou d'études non comprises, une somme mensuelle de 4'500 fr. à titre de contribution d'entretien de la famille avec effet au 15 juillet 2010. X._ a conclu au rejet de l'appel. Par arrêt du 18 mars 2011, la Cour de justice a condamné X._ à payer à Y._ la somme de 3'000 fr. à titre de contribution d'entretien de la famille, par mois et d'avance, allocations familiales ou d'études non comprises, à compter du 15 juillet 2010. C. Par mémoire du 25 avril 2011, X._ forme un recours en matière civile contre cet arrêt. Il conclut principalement à son annulation et au renvoi de la cause à la Cour de justice pour nouvelle décision dans le sens des considérants; subsidiairement, il conclut à sa réforme, en ce sens qu'il soit condamné à verser, par mois et d'avance, allocations familiales non comprises, en mains de Y._, 2'500 fr. par mois au titre de contribution à l'entretien de la famille. En substance, il se plaint de la violation des art. 9 et 29 al. 2 Cst. Invitée à se déterminer, l'intimée a conclu au rejet du recours. L'autorité cantonale s'est, quant à elle, référée aux considérants de son arrêt. Dans sa lettre du 5 septembre 2011, le recourant a déclaré persister intégralement dans les termes de son recours et n'avoir pas d'observations particulières à formuler. 