O GTK usa o GVFS, que usava configurações do Gconf ( /desktop/gnome/uri-handlers ), mas mudou para a especificação XDG MIME Actions, com as preferências mantidas em ${XDG_DATA_HOME-~/.local/share}/applications .
~/.local/share/applications/mimeapps.list :
[Default Applications]
x-scheme-handler/http=firefox.desktop
Os arquivos .desktop são procurados na subpasta applications de ambos os $XDG_DATA_HOME e todos os caminhos listados em $XDG_DATA_DIRS .
Se mimeapps.list não existir, defaults.list será usado.
Ainda não sei a resposta para o Windows, mas o Process Monitor será útil na determinação da localização.