Está havendo aqui uma confusão de conceitos na sua pergunta. Mas respondendo em essência, não, não são sinônimos.
NoSQL designa bancos de dados que usam tecnologias que não a de um banco de dados relacional, não necessariamente sendo orientados a objetos. NoSQL, por sinal, significa Not Only SQL. Isto quer dizer que o banco de dados em questão pode (ou não) responder sentenças SQL. Normalmente os bancos de dados respondem sentenças em formato próprio ou em outros formatos conhecidos (como o json, por exemplo).
O artigo da Wikipédia em inglês separa estes bancos de dados em várias taxonomias, sendo a mais importante o formato como cada banco de dados armazena a informação:
- Como Coluna
- Accumulo, Cassandra, HBase
- Como Documento
- Clusterpoint, Couchbase, MarkLogic, MongoDB
- Como Chave-valor
- Dynamo, FoundationDB, MemcacheDB, Redis, Riak, FairCom c-treeACE
- Como Grafo
- Allegro, Neo4J, OrientDB, Virtuoso
Um banco de dados orientado a objeto normalmente guarda um objeto de uma linguagem conhecida, como o Zope Object Database que guarda objetos python, sem necessariamente haver uma transliteração de dados.
Sutilmente diferente, um banco de dados orientado a documento (que costuma-se confundir com um banco de dados orientado a objeto) armazena documentos em algum formato específico. Por exemplo, o MongoDB armazena documentos em formato bson ("Binary JSON", ou "JSON Binário"), que é uma variação do json. Para este caso, para um documento se transformar num objeto, teria que ter uma tradução (ou transliteração de dados) do documento para o objeto da linguagem em questão.
Adicionalmente, há os bancos de dados que armazenam chave-valor, ou seja, um grande array associativo em que cada índice armazena uma estrutura de dados complexa, e os bancos que armazenam colunas, que são como documentos, mas com cada coluna tendo um valor de timestamp próprio.