Sir Tim Hunt, som är en Royal Society-kollega, berättade enligt uppgift en konferens i Sydkorea kvinnor i labb "ry" när du kritiserar dem och "förälska sig" med sina manliga motsvarigheter.
Han sa till BBC att han "menade" kommentarerna men var "seriöst ledsen".
Samhället sade att Sir Tims kommentarer inte återspeglade sina egna åsikter.
Sir Tim, 72, som 2001 tilldelades Nobelpriset i fysiologi eller medicin för sitt arbete med hur celler delar sig, sade enligt uppgift till World Conference of Science Journalists: " Låt mig berätta om mina problem med flickor. Tre saker händer när de är i labbet: du blir kär i dem, de blir kära i dig, och när du kritiserar dem gråter de."
När han talade till BBC Radio 4's Today-programmet sade han att han var "seriöst ledsen att jag sa vad jag sa", och tillade att det var "en mycket dum sak att göra i närvaro av alla dessa journalister".
Den brittiske biokemisten, som blev riddad 2006, sade att kommentarerna var "avsedda som en lättsinnig, ironisk kommentar" men hade "tolkats dödligt allvarligt av min publik".
Han fortsatte med att säga att han höll fast vid några av kommentarerna.
"Jag menade delen om att ha problem med flickor", sade han. "Det är sant att människor - jag har blivit kär i människor i labbet och människor i labbet har blivit förälskade i mig och det är mycket störande för vetenskapen eftersom det är fruktansvärt viktigt att i ett labb människor är på en jämn spelplan.
"Jag fann att dessa känslomässiga intriger gjorde livet mycket svårt.
"Jag är verkligen, verkligen ledsen att jag orsakade något brott, det är hemskt. Jag menade verkligen inte det. Jag menade bara att vara ärlig, faktiskt."
När det gäller hans kommentarer om kvinnor som gråter sade han: " Det är oerhört viktigt att man kan kritisera människors idéer utan att kritisera dem, och om de brister i tårar, betyder det att man tenderar att hålla tillbaka från att komma åt den absoluta sanningen.
"Vetenskap handlar bara om att komma åt sanningen och allt som kommer i vägen för det minskar, enligt min erfarenhet, vetenskapen."
Connie St Louis, föreläsare i vetenskaplig journalistik vid City University, var i den 100-starka publiken i Sydkorea.
"Ingen skrattade, alla var steniga", berättade hon för BBC News Channel.
"De koreanska kvinnliga forskarna som var värd för oss såg förfärliga ut och han bara plöjde på i ungefär fem till sju minuter.
"Det var verkligen chockerande. Det var kulturellt okänsligt och väldigt sexistiskt. Jag tänkte bara, "Var i hela världen tror du att du är att du kan göra denna typ av kommentarer 2015?"
Doktor Jennifer Rohn, en cellbiolog vid University College London, tillade: " Jag tror att det var tydligt att han försökte vara rolig. Men folk kommer att tolka hans kommentarer som att ha en kärna av sanning under. Och som Nobelpristagare vet jag att han är en människa, men han har något slags ansvar som förebild och som ambassadör för yrket."
Imran Khan, verkställande direktör för British Science Association, sa att Sir Tims kommentarer var "oförsiktiga".
"Tyvärr, att hantera sexism och andra former av diskriminering är en daglig verklighet för många människor, och jag antar att det är svårt att finna Sir Tims kommentarer roliga om du har hållits tillbaka av systemiska fördomar i åratal - vare sig dessa kommentarer var avsedda som ett skämt eller inte", sade han.
Royal Society, som främjar och stöder vetenskapliga framsteg, sade: " För många begåvade individer uppfyller inte sin vetenskapliga potential på grund av frågor som kön och samhället har åtagit sig att hjälpa till att rätta till detta.
"Sir Tim Hunt talade som en individ och hans kommentarer återspeglar inte på något sätt Royal Societys åsikter."
En nobelpristagare har bett om ursäkt för alla brott efter att han kommenterat "trubbeln med flickor" inom vetenskapen - men sa att han hade "menat att vara ärlig".