Da einige zu faul sind sich den von mir verlinkten
MSDN Artikel anzuschauen, hier nochmal die Infos zusammengefasst:
Als
Win32 Anwendung werden auf einem x64 System (egal ob XP, 2003, Vista, 2008, 7) alle Zugriffe auf %windir%\system32 nach %windir%\syswow64 umgeleitet. Ausgenommen davon sind folgende Unterverzeichnisse von %windir%\system32:
%windir%\system32\catroot
%windir%\system32\catroot2
%windir%\system32\drivers\etc
%windir%\system32\logfiles
%windir%\system32\spool
Darüber hinaus gibt es zwei Methoden um als
Win32 Anwendung an das "richtige" System32 Verzeichnis zu gelangen. Ab Windows Vista gibt es zum einen den virtuellen Ordner %windir%\sysnative. Falls eine Anwendung auf diesen Ordner zugreift, landet es automatisch im nativen System32 Ordner. Diese Methode funktioniert aber erst ab Windows Vista. Ab Windows XP dagegen funktioniert die
API 
Wow64DisableWow64FsRedirection. Mit dieser
API kann ein Thread (!!) die Dateisystemvirtualisierung für sich selbst abschalten. Danach landen also alle Zugriffe auf %windir%\system32 auch wirklich dort.
Hoffe damit alle Unklarheiten beseitigt zu haben.