Det kontroversiella PM bröt firmans uppförandekod, Googles verkställande direktör Sundar Pichai sade på måndag i ett e-postmeddelande till anställda.
Memo, som delas brett under helgen, föreslog att det fanns färre kvinnor på Google på grund av biologiska skillnader.
Pichai sade att texten gick över gränsen på grund av att den "främjade skadliga könsstereotyper på vår arbetsplats".
Entitled Google till Ideological Echo Chamber, tidningen hävdade att "förmågorna hos män och kvinnor skiljer sig delvis på grund av biologiska orsaker och att dessa skillnader kan förklara varför vi inte ser lika representation av kvinnor i teknik och ledarskap.
Författaren skrev: "Vi måste sluta anta att könsskillnader innebär sexism."
Google har inte bekräftat vem den anställde är, men media rapporterar namnge honom som James Damore.
"[Jag fick sparken] för att ha bevarat könsstereotyper", berättade han för Reuters.
Han hävdade också att han fått "många personliga meddelanden från andra Google-spelare som uttrycker sin tacksamhet" för att ha talat ut.
I sitt meddelande till personal som sändes på måndag eftermiddag talade Pichai utförligt om att skydda yttrandefriheten i Googles led, och att "mycket av vad som fanns i det PM är rättvist att debattera, oavsett om en stor majoritet av Googlers inte håller med om det.
Men han tillade: " Att föreslå en grupp av våra kolleger har egenskaper som gör dem mindre biologiskt lämpade för detta arbete är stötande och inte okej.
"Det strider mot våra grundläggande värderingar och vår uppförandekod, som förväntar sig att "varje Googler gör sitt yttersta för att skapa en arbetsplatskultur som är fri från trakasserier, hot, partiskhet och olaglig diskriminering".
Teknikbyråns nya chef för mångfald, Danielle Brown, hade tidigare kritiserat PM:et att det hade "avancerat felaktiga antaganden om kön".
En Google-medarbetare som skrev ett kontroversiellt PM om arbetsplatsmångfald har avskedats, kan BBC bekräfta.