Mi correggo, manca la definizione di $id_categoria:

$array_res=array();
while($row=mysql_fetch_array($result){
// se l'id è uguale cioè la categoria è uguale, l'elemento è sovrascritto con la stessa //informazione
$id_categoria=$row['id_categoria'];
$array_res[$id_categoria]=$row['nome_categoria'];
$array_res[$id_categoria][]=$row['nome_sottocategoria'];
}

for each($array_res as $categoria){

echo $categoria;

foreach($categoria as $sub_cat){

echo $sub_cat;
}
}