В зависимости от предпочитаемого вами метода изменения переменных PHP (config Apache, .htaccess), измените значение session.cookie_domain на постоянное значение.
У меня есть несколько поддоменов, и каждый раздел VirtualHost в файле конфигурации Apache содержит следующую строку:
php_value session.cookie_domain mydomain.com
Синтаксис должен быть аналогичным, если вы вносите изменения в файл .htaccess.
Обновлено для комментария bobert5064:
Для нескольких доменов (например, domain1.com, domain2.org), я думаю, что необходимо только выбрать общее доменное имя (например, domain1.com). Я никогда не пробовал этого, поэтому я не могу проверить, работает ли он, но логика кажется точной.
Существует также метод установки направления переменных в PHP, описанный в http://us.php.net/manual/en/function.session-set-cookie-params.php. В документации не упоминается возможность или невозможность установки файлов cookie в другом домене.