Da documentação do PHP:
Thread Safety significa que o binário pode trabalhar em um contexto de
servidor de vários segmentos, como o Apache 2 no Windows. Thread
Safety funciona através da criação de uma cópia de armazenamento local
em cada segmento, para que os dados não colidam com outro segmento.
Então, o que eu escolho? Se você optar por executar o PHP como um
binário CGI, então você não vai precisar de thread safety, porque o
binário é chamado em cada solicitação. Para servidores web
multithreaded, como IIS5 e IIS6, você deve usar a versão encadeada(
threaded version) do PHP.
Então, ele realmente depende da maneira que você deseja usar o PHP:
Apache + LoadModule: thread-safe
Apache + FastCGI: Non-thread-safe
IIS: thread-safe
IIS + FastCGI: Non-thread-safe
O Manual do PHP tem mais instruções bem interessantes.
Fonte, Fonte 2, Fonte 3 (Fora SO)