Faits: A. Ressortissant nigérian né en 1975, X._ a épousé le 26 février 2005 A._, de nationalité suisse. Il a par conséquent obtenu une autorisation de séjour à l'année qui a été régulièrement renouvelée, la dernière fois jusqu'au 25 février 2009. Le 11 juillet 2007, A._ a informé l'Office cantonal de la population du canton de Genève (ci-après: l'Office cantonal) qu'elle était séparée de son mari depuis le 8 mai 2007 et elle a produit à l'appui de ses dires un jugement du 8 mai 2007 sur mesures protectrices de l'union conjugale. Au début de l'année 2009, X._ a demandé à l'Office cantonal de renouveler son autorisation de séjour. Par décision du 23 octobre 2009, l'Office cantonal a rejeté la requête et imparti à l'intéressé un délai de départ échéant au 15 janvier 2010. Il a notamment retenu que les époux X._ vivaient séparés depuis plus de deux ans et qu'aucune reprise de la vie commune n'était envisageable. A._ souhaitait d'ailleurs entamer une procédure de divorce. L'union conjugale avait duré moins de trois ans et X._ n'avait pas invoqué de raisons personnelles majeures justifiant la poursuite de son séjour en Suisse. B. Par décision du 15 juin 2010, la Commission cantonale de recours en matière administrative du canton de Genève (ci-après: la Commission de recours) a rejeté le recours de X._ contre la décision de l'Office cantonal du 23 octobre 2009, en reprenant la motivation de celle-ci. Le divorce des époux X._ est entré en force le 24 août 2010. C. Par arrêt du 28 septembre 2010, le Tribunal administratif du canton de Genève (ci-après: le Tribunal administratif) a rejeté le recours de X._ contre la décision de la Commission de recours du 15 juin 2010. Il a développé la même argumentation que les autorités inférieures. D. Le 1er novembre 2010, X._ a déposé au Tribunal fédéral un recours en matière de droit public contre l'arrêt du Tribunal administratif du 28 septembre 2010. Il conclut, sous suite de frais et dépens, principalement, à l'annulation de l'arrêt attaqué ainsi qu'au renouvellement de son autorisation de séjour et, subsidiairement, au renvoi de la cause à l'autorité intimée pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Il se plaint d'établissement inexact des faits et de violation du droit fédéral. Le Tribunal administratif se réfère à l'arrêt attaqué. L'Office cantonal a déclaré n'avoir pas d'observations à formuler sur le recours. L'Office fédéral des migrations n'a pas déposé de déterminations dans le délai imparti à cet effet. Invité à se prononcer sur son divorce entré en force le 24 août 2010 et dont l'existence n'était pas constatée dans l'arrêt attaqué ni mentionnée dans le recours, le recourant s'est référé aux pièces versées à la procédure, déclarant ne pas se souvenir de la date exacte de l'entrée en force de cette décision. 