De acordo com este artigo
Com o lançamento recente do Google de sua imagem de emulador Android 5.0 x86 de 64 bits, os desenvolvedores podem criar aplicativos de 64 bits para dispositivos baseados no processador Intel Atom.
Android de 32 bits vs 64 bits
Muitas plataformas de 64 bits hoje, incluindo Solaris, AIX *, HP-UX *, Linux *, OS X *, BSD e IBM z / OS *, usam um modelo LP64. Como o Android é baseado no kernel Linux, as plataformas Android de 64 bits também usam o modelo LP64.
CPUs Intel de 64 bits têm um modo de compatibilidade de 32 bits. Embora os aplicativos de 32 bits sejam executados em processadores de 64 bits, a compilação com um compilador de otimização de 64 bits permite que eles aproveitem os benefícios arquitetônicos de um ambiente de 64 bits .
Como executar aplicativos de 64 bits em emuladores
Crie um novo dispositivo virtual Android (AVD) baseado na imagem do sistema do processador Intel Atom de 64 bits e abra o AVD Manager no SDK Manager ou ADT. Em seguida, clique em 'criar' e preencha os campos conforme mostrado na Figura. Agora, o emulador AVD de 64 bits está pronto para ser executado.
SO Android * de 64 bits
Por padrão, todos os aplicativos de 32 bits são executados sem falhas em processadores de 64 bits, mas podem ser executados mais lentamente do que os aplicativos ajustados para serem executados em processadores de 64 bits.
Android está pronto para processamento de 64 bits
Um dos principais benefícios da mudança de chips de 32 bits para 64 bits é amplamente teórico agora: suporte para exabytes de RAM, em vez de meros gigabytes. Mas a maneira como os chips de 64 bits manipulam a memória também pode levar a um melhor desempenho em algumas tarefas.
Resumo
O Android com tecnologias de 64 bits para plataformas baseadas no processador Intel Atom pode ajudar os desenvolvedores a otimizar seus aplicativos agora. Construir aplicativos Android para 64 bits é tão fácil quanto construir aplicativos Android tradicionais de 32 bits. Agora você pode usar o emulador oficial do Android de 64 bits para executar e depurar aplicativos de 64 bits.
Talvez este artigo possa ajudá-lo a entender a diferença entre as imagens deste sistema.
Atualizar
O Google agora incentiva o uso do emulador x86, como você pode ver nesta imagem
A diferença é que, ao usar imagens x86, agora ele usa virtualização rápida e acelerada por hardware sob as condições certas ( HAXM ) para que não pareça mais haver uma camada intermediária gorda.