Да, определенно. Пока конечная точка AJAX находится на том же сервере, что и остальная часть вашего сайта, это определенно будет работать.
Помните, AJAX - это обмен сообщениями HTTP, как и любой другой обычный запрос веб-страницы. Это означает, что любые зарегистрированные файлы cookie для домена будут отправлены с этими AJAX-запросами, что означает, что сеанс можно использовать.