Uma maneira é olhar sys.maxsize
como documentado aqui :
$ python-32 -c 'import sys;print("%x" % sys.maxsize, sys.maxsize > 2**32)'
('7fffffff', False)
$ python-64 -c 'import sys;print("%x" % sys.maxsize, sys.maxsize > 2**32)'
('7fffffffffffffff', True)
sys.maxsize
foi introduzido no Python 2.6. Se você precisar de um teste para sistemas mais antigos, esse teste um pouco mais complicado deverá funcionar em todas as versões do Python 2 e 3:
$ python-32 -c 'import struct;print( 8 * struct.calcsize("P"))'
32
$ python-64 -c 'import struct;print( 8 * struct.calcsize("P"))'
64
BTW, você pode ser tentado a usar platform.architecture()
para isso. Infelizmente, os resultados nem sempre são confiáveis, particularmente no caso de binários universais OS X .
$ arch -x86_64 /usr/bin/python2.6 -c 'import sys,platform; print platform.architecture()[0], sys.maxsize > 2**32'
64bit True
$ arch -i386 /usr/bin/python2.6 -c 'import sys,platform; print platform.architecture()[0], sys.maxsize > 2**32'
64bit False